Remoção do antibiótico ciprofloxacino em meio aquoso empregando biomassa de macrófita como biossorvente
Emerging microcontaminants have been the subject of studies in several studies. This, motivated by the uncertainties regarding the possible ecotoxicological effects on the ecosystems and their interactions with the environmental compartments. The class of antibiotics have been highlighted in this pa...
| Autor principal: | Milioli, Suelen Specht Calegaro |
|---|---|
| Formato: | Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2020
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| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/13240 |
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riut-1-132402020-11-16T14:26:39Z Remoção do antibiótico ciprofloxacino em meio aquoso empregando biomassa de macrófita como biossorvente Removal of the ciprofloxacin antibiotic in aqueous medium employing macrophyte biomass as biosorbent Milioli, Suelen Specht Calegaro Costa Junior, Ismael Laurindo Costa Junior, Ismael Laurindo Pires, Emerson Luis Giona, Renata Mello Antibióticos Poluentes Farmacologia Antibiotics Pollutants Pharmacology CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA Emerging microcontaminants have been the subject of studies in several studies. This, motivated by the uncertainties regarding the possible ecotoxicological effects on the ecosystems and their interactions with the environmental compartments. The class of antibiotics have been highlighted in this particular scenario by the effect on the increase in microbial resistance, with a direct impact on human health. In this study we evaluated the removal of the antibiotic ciprofloxacin in aqueous medium by means of biosorption process. The biosorbent, the aquatic macrophyte Pistia stratiotes found in large volumes in the extension of the Itaipu Reservoir located in the city of São Miguel do Iguaçu, Paraná, was prepared using physical and chemical treatments. In order to optimize the adsorption process, we analyzed the interactions of the variables pH and Macrophyte Mass in the adsorptive process, using a complete factorial experimental design 2² with central points for an initial survey, subsequently Adjusted and applied to the 2² rotational Central Composite Experimental design (DCCR). The statistical evaluation was based on the analysis of variance (ANOVA) and the study of the lack of adjustment. The kinetics and isotherms of the process were evaluated using adsorption assays. The study indicated a better experimental condition in alkaline medium, with optimum yield for the treatment of biomass in KOH, pH 10,5 and 0,05 g of biomass, predicting a percentage of removal higher than 60%. The effect of the time of contact required to achieve the equilibrium between the phases was 20 hours, with adsorption capacity 12,8 mg.g-1 and the efficiency of 65% in the removal of the drug. It was verified that the adsorption of CIP by biomass follows the behavior described by the model of pseudo second order, presupposing the process by chemissorption. The model of the Langmuir isotherm that assumes the monolayer of adsorption is the best describes the adsorption process, where the equilibrium data were better adjusted for both temperatures of 25 and 35°C. The maximum amount of ciprofloxacin adsorbed by macrophyte biomass, qmax, 33 mg g-1, occurred at 25ºC, using the biomass treatment with KOH. It can be considered the promising result in terms of the use of macrophyte biomass for the biosorption of the antibiotic ciprofloxacin. Os microcontaminantes emergentes têm sido objeto de estudos em diversas pesquisas. Isso, motivado pelas incertezas quanto aos possíveis efeitos ecotoxicológicos sobre os ecossistemas e suas interações com os compartimentos ambientais. A classe dos antibióticos tem se destacado nesse cenário em particular pelo efeito no aumento da resistência microbiana, com impacto direto sobre a saúde humana. Neste estudo foi realizado uma avaliação da remoção do antibiótico ciprofloxacino em meio aquoso por meio do processo de biossorção. O biossorvente foi preparado a partir de tratamentos físicos e químicos da biomassa de macrófita aquática Pistia stratiotes encontrada em grandes volumes na extensão do Reservatório de Itaipu situado na cidade de São Miguel do Iguaçu, Paraná. Visando a otimização do processo de adsorção, foram analisadas as interações das variáveis pH e massa de macrófita no processo adsortivo, empregando delineamento experimental fatorial completo 2² com pontos centrais para uma sondagem inicial, posteriormente ajustado e aplicado ao delineamento experimental composto central rotacional 2² (DCCR). A avaliação estatística foi baseada na análise de variância (ANOVA) e o estudo da falta de ajuste. Avaliou-se então, por meio de ensaios de adsorção, a cinética e isotermas do processo. O estudo indicou melhor condição experimental em meio alcalino, com rendimento ótimo para tratamento da biomassa em KOH, pH 10,5 e 0,05 g de biomassa, prevendo um percentual de remoção superior a 60%. O efeito do tempo de contato necessário para atingir o equilíbrio entre as fases foi de 20 horas, com capacidade de adsorção 12,8 mg.g-1 e a eficiência de 65 % na remoção do fármaco. Verificou-se que a adsorção do CIP pela biomassa segue o comportamento descrito pelo modelo de pseudo-segunda ordem, pressupondo o processo por quimissorção. O modelo da isoterma de Langmuir que supõe a monocamada de adsorção é a que melhor descreve o processo de adsorção, em que os dados do equilíbrio foram mais bem ajustados para ambas as temperaturas, de 25 e de 35°C. A quantidade máxima de ciprofloxacino adsorvido por biomassa de macrófita, qmax, 33 mg g-1, ocorreu em 25°C, mediante tratamento da biomassa com KOH. Pode-se considerar o resultado promissor em termos de utilização da biomassa de macrófita para a biossorção do antibiótico ciprofloxacina. 2020-11-16T14:26:39Z 2020-11-16T14:26:39Z 2019-07-12 bachelorThesis MILIOLI, Suelen Specht Calegaro. Remoção do antibiótico ciprofloxacino em meio aquoso empregando biomassa de macrófita como biossorvente. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em Química) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2019. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/13240 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Medianeira Brasil Licenciatura em Química UTFPR |
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Antibióticos Poluentes Farmacologia Antibiotics Pollutants Pharmacology CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
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Emerging microcontaminants have been the subject of studies in several studies. This, motivated by the uncertainties regarding the possible ecotoxicological effects on the ecosystems and their interactions with the environmental compartments. The class of antibiotics have been highlighted in this particular scenario by the effect on the increase in microbial resistance, with a direct impact on human health. In this study we evaluated the removal of the antibiotic ciprofloxacin in aqueous medium by means of biosorption process. The biosorbent, the aquatic macrophyte Pistia stratiotes found in large volumes in the extension of the Itaipu Reservoir located in the city of São Miguel do Iguaçu, Paraná, was prepared using physical and chemical treatments. In order to optimize the adsorption process, we analyzed the interactions of the variables pH and Macrophyte Mass in the adsorptive process, using a complete factorial experimental design 2² with central points for an initial survey, subsequently Adjusted and applied to the 2² rotational Central Composite Experimental design (DCCR). The statistical evaluation was based on the analysis of variance (ANOVA) and the study of the lack of adjustment. The kinetics and isotherms of the process were evaluated using adsorption assays. The study indicated a better experimental condition in alkaline medium, with optimum yield for the treatment of biomass in KOH, pH 10,5 and 0,05 g of biomass, predicting a percentage of removal higher than 60%. The effect of the time of contact required to achieve the equilibrium between the phases was 20 hours, with adsorption capacity 12,8 mg.g-1 and the efficiency of 65% in the removal of the drug. It was verified that the adsorption of CIP by biomass follows the behavior described by the model of pseudo second order, presupposing the process by chemissorption. The model of the Langmuir isotherm that assumes the monolayer of adsorption is the best describes the adsorption process, where the equilibrium data were better adjusted for both temperatures of 25 and 35°C. The maximum amount of ciprofloxacin adsorbed by macrophyte biomass, qmax, 33 mg g-1, occurred at 25ºC, using the biomass treatment with KOH. It can be considered the promising result in terms of the use of macrophyte biomass for the biosorption of the antibiotic ciprofloxacin. |
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MILIOLI, Suelen Specht Calegaro. Remoção do antibiótico ciprofloxacino em meio aquoso empregando biomassa de macrófita como biossorvente. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em Química) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2019. |
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