Degradação de tetraciclina em meio aquoso por cavitação hidrodinâmica

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: La O, Richard Angel Patterson
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Advanced oxidation processes (AOP); Antibióticos; Antibiotics; Cavitação hidrodinâmica; Delineamento experimental; Efluentes (Tratamento); Experimental design; Hydrodynamic cavitation; Processos oxidativos avançados (POA); Tetraciclina; Tetracycline; Wastewater treatment
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-26032026-103000/

O consumo em larga escala de antibióticos por humanos e animais pode levar à presença de resíduos desses compostos no meio ambiente. O antibiótico tetraciclina (TC) é utilizado no tratamento de seres humanos, na pecuária e na aquicultura, devido à sua alta eficiência, baixo custo e amplo espectro, sendo, porém, encontrado em diversas matrizes aquosas, representando uma séria ameaça à saúde. Surge assim a necessidade de remover esse poluente das águas residuais, sendo os processos oxidativos avançados (POA) a via de tratamento mais efetiva e eficaz para a degradação desses contaminantes emergentes (CE). Neste trabalho, a cavitação hidrodinâmica (CH), operada com leito fixo de esferas de vidro, foi a técnica de remoção selecionada para avaliar a degradação da TC em água pura e matriz real. Experimentos preliminares foram conduzidos com uma concentração inicial de TC ([TC] = 10 ± 1 mg L¹), frequência de rotação da bomba de 20 Hz e volume total de 3 L, obtendo-se 88,7% de remoção porcentual da TC após 35 min de tratamento. No entanto, o efluente tratado ainda apresentou efeitos fitotóxicos adversos à germinação e crescimento radicular de sementes de lentilha (Lens culinaris), indicando a possível formação de subprodutos tóxicos após a degradação da TC. Na sequência, executou-se uma série de experimentos conforme um delineamento experimental preliminar composto central (DCC) com variável de bloco, que permitiu identificar os principais efeitos e interações entre as variáveis independentes adotadas ([TC]0, frequência e diâmetro de esfera). Esse planejamento foi completado por um DCC 22 estendido às variáveis independentes ([TC]0 e frequência), a partir do qual se determinou a condição ótima para remoção porcentual da TC ([TC]0= 0,33 ± 0,03 mg L1, frequência 30 Hz, esferas de 12,8 mm de diâmetro), obtendo-se 93,6% de remoção porcentual da TC após 10 min e k = 0,3001 min1. O teste de fitotoxicidade para a solução tratada foi realizado na condição de ponto central do DCC 22 ([TC]0= 4,3 ± 0,2 mg L1 e frequência 30 Hz, remoção porcentual média de 61,1% de TC em 10 min), comprovando que o processo de CH permitiu reduzir eficazmente os efeitos fitotóxicos da TC e de seus subprodutos. Por sua vez, a condição de máxima remoção porcentual de TC do DCC 22 foi utilizada para a realização de ensaios com um efluente municipal tratado em ETE e enriquecido com TC, obtendo-se 91,3% de remoção do antibiótico em apenas 10 min, o que comprova o desempenho do processo baseado em CH para tratamento de matrizes reais.