Avaliação ecotoxicológica de águas contaminadas contendo lidocaína e propranolol tratadas por ozonização utilizando Lactuca sativa e Allium cepa como organismos-teste

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2026
Autor(a) principal: Hugue, Katianna
Orientador(a): Feris, Liliana Amaral
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Tratamento da água
Fármacos : Degradação
Ozonização
Ecotoxicologia
Palavras-chave em Inglês:
Ecotoxicity
Ozonation
Lactuca sativa
Allium cepa
Lidocaine
Propranolol
ECOSAR
Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/313171
Resumo: A presença de fármacos em ambientes aquáticos tem despertado preocupação devido à sua persistência, atividade biológica e potencial impacto ambiental. Entre esses compostos, lidocaína (LID) e propranolol (PRO) são frequentemente detectados em ambientes aquáticos devido à limitada eficiência dos tratamentos convencionais na sua remoção. Neste estudo, avaliou-se a aplicação de um processo oxidativo avançado (POA), a ozonização para degradação desses fármacos, considerando a formação de produtos de transformação (PTs) e os impactos ecotoxicológicos associados. Foram realizados experimentos de ozonização em bancada com os compostos isoladamente e em mistura, utilizando matriz sintética e água do Arroio Dilúvio (Porto Alegre, RS). Foram realizados ensaios exploratórios sob condições de 1,3 g O3 h-1, 10 min e pH ≈ 7 e após, aplicou-se um Delineamento Composto Central (CCD) para otimização das variáveis. A eficiência do processo foi avaliada por carbono orgânico total (COT), demanda química de oxigênio (DQO), DBO5/DQO, absorbância específica no ultravioleta (SUVA) e identificação de PTs. A toxicidade foi investigada por predições in silico e bioensaios com Lactuca sativa e Allium cepa. Os ensaios exploratórios promoveram degradação de 100% dos fármacos e aumento da razão DBO5/DQO da matriz sintética em até 21,5%. A mineralização atingiu 18,8% em água superficial e 8,1% em matriz sintética, na qual foram identificados cinco PTs, evidenciando que a degradação dos compostos não implica mineralização. A otimização indicou como melhores condições 15 min, pH 10 e taxa de 1,8 g O3 h-1. Nessas condições, foram obtidos 40,0% de mineralização e 75,9% de redução da DQO em água superficial, além de aumento de DBO5/DQO e redução de 48,3% da SUVA em matriz sintética. A avaliação in silico indicou menor toxicidade aguda dos PTs para peixes. Os ensaios com Lactuca sativa também apresentaram redução da toxicidade em todos os endpoints avaliados. Em contraste, os ensaios com Allium cepa evidenciaram persistência da genotoxicidade após a ozonização. A mistura LIDPRO apresentou comportamento distinto dos compostos isolados, reduzindo a genotoxicidade após o tratamento, sugerindo que interações entre contaminantes influenciam na ecotoxicidade. Os resultados reforçam a necessidade de integrar a identificação de PTs endpoints ecotoxicológicos na avaliação de POAs.
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Foram realizados ensaios exploratórios sob condições de 1,3 g O3 h-1, 10 min e pH ≈ 7 e após, aplicou-se um Delineamento Composto Central (CCD) para otimização das variáveis. A eficiência do processo foi avaliada por carbono orgânico total (COT), demanda química de oxigênio (DQO), DBO5/DQO, absorbância específica no ultravioleta (SUVA) e identificação de PTs. A toxicidade foi investigada por predições in silico e bioensaios com Lactuca sativa e Allium cepa. Os ensaios exploratórios promoveram degradação de 100% dos fármacos e aumento da razão DBO5/DQO da matriz sintética em até 21,5%. A mineralização atingiu 18,8% em água superficial e 8,1% em matriz sintética, na qual foram identificados cinco PTs, evidenciando que a degradação dos compostos não implica mineralização. A otimização indicou como melhores condições 15 min, pH 10 e taxa de 1,8 g O3 h-1. Nessas condições, foram obtidos 40,0% de mineralização e 75,9% de redução da DQO em água superficial, além de aumento de DBO5/DQO e redução de 48,3% da SUVA em matriz sintética. A avaliação in silico indicou menor toxicidade aguda dos PTs para peixes. Os ensaios com Lactuca sativa também apresentaram redução da toxicidade em todos os endpoints avaliados. Em contraste, os ensaios com Allium cepa evidenciaram persistência da genotoxicidade após a ozonização. A mistura LIDPRO apresentou comportamento distinto dos compostos isolados, reduzindo a genotoxicidade após o tratamento, sugerindo que interações entre contaminantes influenciam na ecotoxicidade. Os resultados reforçam a necessidade de integrar a identificação de PTs endpoints ecotoxicológicos na avaliação de POAs.The presence of pharmaceuticals in aquatic environments has been raising concerns due to their persistence, biological activity, and potential environmental impact. Among these compounds, lidocaine (LID) and propranolol (PRO) are frequently detected in aquatic environments due to the limited efficiency of conventional treatments in removing them. In this study, the application of an advanced oxidation process (AOP), ozonation, for the degradation of these pharmaceuticals was evaluated, considering the formation of transformation products (TPs) and associated ecotoxicological impacts. Bench-scale ozonation experiments were conducted with the compounds individually and in a mixture, using a synthetic matrix and water from the Dilúvio Stream (Porto Alegre, RS). Exploratory tests were conducted under the following operational parameters: 1.3 g O3 h-1, 10 min, and pH ≈ 7, followed by the application of a Central Composite Design (CCD) for variable optimization. Process efficiency was evaluated through total organic carbon (TOC), chemical oxygen demand (COD), BOD5/COD, specific ultraviolet absorbance (SUVA), and TP identification. Toxicity was investigated through in silico predictions and bioassays with Lactuca sativa and Allium cepa. The exploratory tests promoted 100% degradation of the pharmaceuticals and increased the BOD5/COD ratio of the synthetic matrix by up to 21.5%. Mineralization reached 18.8% in surface water and 8.1% in the synthetic matrix, in which five TPs were identified, demonstrating that compound degradation does not imply mineralization. Optimization indicated 15 min, pH 10, and an O₃ rate of 1.8 g O3 h-1 as the best conditions. Under these conditions, 40.0% mineralization and 75.9% COD reduction were achieved in surface water, in addition to an increase in BOD5/COD and a 48.3% reduction in SUVA in the synthetic matrix. The in silico assessment indicated lower acute toxicity of the TPs to fish. The Lactuca sativa assays also shoapplication/pdfporTratamento da águaFármacos : DegradaçãoOzonizaçãoEcotoxicologiaEcotoxicityOzonationLactuca sativaAllium cepaLidocainePropranololECOSARAvaliação ecotoxicológica de águas contaminadas contendo lidocaína e propranolol tratadas por ozonização utilizando Lactuca sativa e Allium cepa como organismos-testeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulEscola de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaPorto Alegre, BR-RS2026mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Lume - Repositório Digital da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT001311750.pdf.txt001311750.pdf.txtExtracted Texttext/plain296493http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/313171/2/001311750.pdf.txt4747669331d8547172561f5d1ef35e3bMD52ORIGINAL001311750.pdfTexto completoapplication/pdf4723332http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/313171/1/001311750.pdf24b727e73230f25083aa2ebab1039f8aMD5110183/3131712026-09-23 08:08:40.996648oai:www.lume.ufrgs.br:10183/313171Repositório InstitucionalPUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.bropendoar:2026-09-23T11:08:40Lume - Repositório Digital da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
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