Obtenção e caracterização de catalisador obtido a partir de atapulgita e ferro zero-valente para degradação de metronidazol em água na presença de Oxone®

Abstract

Fármacos apresentam notória periculosidade em meio aquoso, principalmente aqueles que possuem em sua estrutura molecular o grupamento nitro. Como proposta para remediação de águas contaminadas, o presente trabalho visa a remoção do fármaco nitroderivado, metronidazol (MTZ), com o uso de oxone® (peroximonossulfato de potássio) ativado previamente para formação de radicais sulfato no meio. A ativação foi feita com nanopartículas de ferro zero-valente (nFZV) suportado em atapulgita (ATP), um argilomineral encontrado em abundância na região Nordeste do país. As técnicas de caracterização morfológicas, como a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e de Transmissão (MET) mostraram que o argilomineral usado como suporte é composto por filamentos que se assemelham a bastões. A união da ATP e das partículas de nFZV ocasionou em uma distribuição mais uniforme do metal sobre o suporte, reduzindo o diâmetro das partículas de nFZV. Já o composto aplicado em reação possui morfologia semelhante a óxidos de ferro, sugerindo que todo o ferro zero-valente tenha sido convertido em Fe2+ ou Fe3+. Pelas análises constitucionais e estruturais realizadas confirmaram-se as características químicas do argilomineral ATP, como a presença de silício, magnésio e alumínio, pela técnica EDS, FTIR e DRX. O mesmo também foi observado para as nanopartículas de FZV, apresentando a formação de óxidos de ferro devido a susceptibilidade a oxidação pelo oxigênio atmosférico. O mesmo não ocorre com o material ATP/nFZV-3A que, além de ter sua porcentagem de ferro drasticamente reduzida, apresenta grande formação de óxidos e compostos orgânicos adsorvidos oriundos da degradação do metronidazol. Pelos testes de degradação via espectrofotometria foram observados quais fatores experimentais influenciam de forma significativa no processo de degradação de MTZ pelo sistema ATP/nFZV/PMS, tais como: o material suporte aplicado, o tipo de sulfato de ferro aplicado durante a síntese, o pH inicial, a quantidade de ferro suportado, a frequência de agitação, a concentração do fármaco e do compósito e a matriz líquida utilizada como solvente. Outros fatores se mostraram irrelevantes para o processo de degradação, como a oxidação pelo ar atmosférico do compósito após sintetizado ou durante a reação. Pelo experimento via Demanda Química de Oxigênio (DQO) reafirmou-se a ideia de que se trata da degradação do fármaco, não apenas sua adsorção pelo sistema ATP/nFZV/PMS. Pelos testes de fitotoxicidade envolvendo sementes de alface revelou que as moléculas geradas durante a reação são, em quase todos os pontos amostrais, benéficas ao crescimento das plântulas de alface, não apresentando toxicidade identificável por este teste.