ARGILA VERMICULITA NATURAL E MODIFICADA PARA APLICAÇÃO NA REMOÇÃO DO FÁRMACO DOXAZOSINA EM MEIO AQUOSO

Abstract

RESUMO A contaminação por substâncias químicas e seus efeitos no meio ambiente especialmente em águas é uma das preocupações da atualidade pela comunidade científica. Os poluentes que merecem destaque são os produtos e metabólitos de origem farmacêutica como produtos químicos de higiene, medicamentos dentre outros. Esses produtos promovem a contaminação do ecossistema, são tóxicos, carcinogênicos e dificilmente são degradados. Os fármacos, tais como, antibióticos e anti-inflamatórios são reportados na literatura como principais contaminantes de águas. O fármaco doxazosina base é atualmente muito utilizado devido suas propriedades e aplicações em diversos tipos de enfermidades, sendo que a presença de moléculas deste composto em efluentes provenientes da indústria farmaceútica e do esgoto doméstico podem contaminar, ao longo dos anos, o meio ambiente aquático. A literatura reporta diversos métodos de remoção de substâncias químicas do meio aquatíco, o processo de adsorção o é um dos mais simples, eficiente e econômico. Dentre os materiais que podem ser utilizados como matrizes adsorventes, as argilas e em especial a argila vermiculita que se trata de um argilomineral de baixo custo, apresenta alta capacidade de adsorção e troca iônica. Logo, este trabalho teve como objetivo utilizar a argila vermiculita natural e modificada por processo térmico (expansão) e químico (organofilização) para remoção do fármaco doxazosina em meio aquoso. Inicialmente foi realizada uma revisão bibliográfica e um mapeamento tecnológico em busca de artigos nas bases Scopus, Web of Science e Scielo e para a busca de patentes as bases INPI (Instituto Nacional da Propriedade Industrial), EPO (Instituto Europeu de Patentes), USPTO (Escritório de Patentes e Marcas dos Estados Unidos), WIPO (Organização Mundial da Propriedade Intelectual) e Derwent Innovations Index. Foram encontrados 49 artigos nas bases dos quais apenas 7 relatam estudos que envolvem a vermiculita para remoção de fármacos. Nas bases de patentes foram encontradas 1471 patentes, o que em processo de refino não foram detectados nenhuma que faça uso da vermiculita para remoção do fármaco doxazosina pelo processo de adsorção. Para o estudo, a vermiculita foi calcinada em temperatura de 900 ºC e organofilizada com sal de amônio. Os materiais naturais e modificados foram caracterizados por FRX, DRX, ATG/DSC, FTIR e MEV. A vermiculita natural, expandida e organofilizada foram aplicadas em estudos de adsorção com variação de massa, tempo, pH e temperatura do fármaco doxazosina em sua forma básica em meio aquoso. Os experimentos mostraram que a argila expandida e organofilizada apresentam uma capacidade de adsorção da doxazosina superior à vermiculita natural, em que esta apresentou uma capacidade máxima de adsorção de 58,29 mg g-1 em pH 1, a expandida de 76 mg g-1 em pH 3 e a organofilizada de 106,42 mg g-1. O mecanismo de interação adsorvente-adsorvato indicaram adsorção por quimissorção, e os dados se ajustaram melhor aos modelos de Temkin para a vermiculita natural, Freundlich e Temkin para a vermiculita expandida e de Freundlich para a vermiculita organofilizada. Os dados revelaram que a argila expandida e organofilizada apresentam-se como alternativas promissoras para remoção de fármacos promovendo a revitalização do meio ambiente aquático. ABSTRACT Contamination by chemicals and their effects on the environment, especially in water, is one of the current concerns of the scientific community. The pollutants that deserve highlight are the products and metabolites of pharmaceutical origin as hygiene chemicals, medicines among others. These products promote the contamination of the ecosystem, are toxic, carcinogenic and are hardly degraded. Drugs such as antibiotics and anti-inflammatories are reported in the literature as major water contaminants. The drug doxazosin base is currently widely used because of its properties and applications in various types of diseases, and the presence of molecules of this compound in effluents from the pharmaceutical industry and domestic sewage can contaminate the aquatic environment over the years. The literature reports several methods of removal of chemical substances from the aquaculture environment, the adsorption process is one of the simplest, efficient and economical. Among the materials that can be used as adsorbent matrices, the clays and in particular the clay vermiculite that is a clay of low cost, presents high capacity of adsorption and ionic exchange. Therefore, the objective of this work was to use natural and modified thermal (expansion) and chemical (organophilization) vermiculite clay for removal of the drug doxazosin in aqueous medium. Initially a bibliographical review and a technological mapping were carried out in search of articles in the bases of Scopus, Web of Science and Scielo and for the search of patents the INPI (National Institute of Industrial Property), EPO (European Patent Institute), USPTO ( United States Patent and Trademark Office), WIPO (World Intellectual Property Organization) and Derwent Innovations Index. We found 49 articles in the databases of which only 7 report studies involving vermiculite for drug removal. In the patent bases were found 1471 patents, which in the process of refining were not detected that make use of the vermiculite to remove the drug doxazosin by the process of adsorption. For the study, the vermiculite was calcined at a temperature of 900 ºC and organophilized with ammonium salt. Natural and modified materials were characterized by FRX, DRX, ATG/DSC, FTIR and MEV. The natural, expanded and organophilized vermiculite were applied in adsorption studies with variation of mass, time, pH and temperature of the drug doxazosin in its basic form in aqueous medium. Experiments showed that expanded and organophilized clay exhibited a superior adsorption capacity of doxazosin to natural vermiculite, where it had a maximum adsorption capacity of 58.29 mg g-1 at pH 1, the expanded 76 mg g-1 at pH 3 and the organophilized 106.42 mg g-1. The adsorbent-adsorbate interaction mechanism indicated adsorption by chemisorption, and the data fitted better to Temkin's models for natural vermiculite, Freundlich and Temkin for expanded vermiculite and Freundlich for organophilized vermiculite. The data revealed that expanded and organophilized clay are promising alternatives for the removal of drugs promoting the revitalization of the aquatic environment.