Um estudo publicado no Chemical Engineering Journal descreve uma estratégia para produzir um material à base de óxido de zinco (ZnO) capaz de degradar a sertralina, um antidepressivo que foi detectado, como outras drogas, em águas subterrâneas em todo o mundo e é considerado um poluente emergente. Este tipo de substância possui certas propriedades físico-químicas que dificultam a remoção pelos métodos convencionais de tratamento de águas residuais.



A pesquisa foi conduzida no Brasil por cientistas do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), da Universidade Federal de Alfenas (UNIFIL) e da Universidade Federal da Paraíba (UFPB).

A estratégia descrita no artigo envolveu o desenho experimental e a síntese solvotérmica assistida por micro-ondas (MASS) na produção de fotocatalisadores hierárquicos de ZnO 3D capazes de degradar a sertralina com alto nível de eficiência em apenas dez minutos.

Os pesquisadores implantaram a análise de componentes principais (PCA), até então pouco utilizada na síntese de materiais, para correlacionar as propriedades físico-químicas e fotocatalíticas dos materiais com as condições sintéticas investigadas. Os resultados mostraram que as ferramentas quimiométricas apresentam excelentes resultados no estudo de sistemas sintéticos que geram grandes quantidades de dados experimentais.

Foram identificadas as amostras com maior potencial de remediação ambiental. A atividade fotocatalítica do ZnO 3D degradou eficientemente um corante orgânico e o poluente emergente sertralina em água natural. Os resultados confirmaram que o ZnO 3D absorveu energia luminosa (ultravioleta A e C) para promover a fotooxidação eficiente da água, produzindo espécies oxidantes que degradam contaminantes orgânicos.

O desempenho de degradação permaneceu elevado em até cinco ciclos de aplicação, conservando a estrutura cristalina, a morfologia e outras propriedades, enquanto os ensaios de fitotoxicidade mostraram que os subprodutos formados no processo de degradação da sertralina não eram tóxicos para os organismos testados, confirmando a segurança do fotocatalisador para águas residuais tratamento.

Os resultados do estudo foram competitivos com outros materiais relatados na literatura, mostrando que os materiais obtidos em condições sintéticas vantajosas oferecem um caminho genuíno para o desenvolvimento de novas tecnologias para remediação ambiental de poluentes emergentes em águas naturais.

Segundo Ailton Moreira, pesquisador do CDMF e correspondente autor do artigo, o descarte inadequado de produtos farmacêuticos está causando contaminação generalizada, acrescentou, destacando a atual relevância do tema diante dos riscos à saúde humana e ao meio ambiente.

A escolha da sertralina foi significativa, explicou ele, porque o número de estudos envolvendo a aplicação de fotocatálise heterogênea para degradação da sertralina é muito limitado, e a revisão da literatura dos pesquisadores não encontrou nenhum sobre o uso de ZnO para esse fim.

Os próximos passos incluem a análise do desempenho do fotocatalisador em sistemas reais de tratamento de águas residuais para verificar se ele decompõe a sertralina e outros poluentes emergentes individualmente ou em misturas mais complexas, como águas residuais hospitalares ou domésticas processadas por estações de tratamento de esgoto. Esses e outros pesquisadores pretendem se concentrar na estação de tratamento de Gavião Peixoto, no estado de São Paulo.

Mais informações: Thalles EM Silva et al, Estrutura hierárquica de ZnO 3D projetada experimentalmente para alcançar alto desempenho na fotocatálise de sertralina em águas naturais, Chemical Engineering Journal (2023). DOI:10.1016/j.cej.2023.146235
Informações do diário: Jornal de Engenharia Química

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