Degradación de citarabina, creatinina y urea en orina artificial mediante un proceso de electro-química foto asistida
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v9i8.5425Palabras clave:
Proceso oxidativo avanzado; Quimioterapia; Electroquímica; Planificación factorial; Efluentes hospitalarios; Fotoquímica; SonoquímicaResumen
El objetivo del presente fue evaluar la combinación de técnicas electroquímicas, fotoquímicas y sonoquímicas (foto-asistidas del sueño-electroquímicas) aplicadas a la degradación de citarabina (fármaco quimioterapéutico) en orina simulada que contiene creatinina y urea, a través de investigaciones de laboratorio cualitativas y cuantitativas. Se empleó un reactor electroquímico de filtro-prensa de flujo continuo utilizando Ánodo Dimensionalmente Estable (DSA® - Ti / Ru0.3Ti0.7O2) como material del electrodo. El diseño factorial 23 se utilizó para optimizar mejores degradaciones de compuestos orgánicos contenidos en orina artificial (creatinina y urea) junto con citarabina, corriente eléctrica variable, tiempo de retención y velocidad de flujo, la respuesta variable fue el carbono orgánico total (TOC). Además, los análisis de UHPLC demostraron la eliminación de ancitabina (precursor de citarabina), corroborando con los datos obtenidos por el diseño experimental. El uso de orina artificial como soporte electrónico interfiere con el proceso electroquímico, llevando el TOC a niveles altos. Sin embargo, se observó que hubo una eliminación significativa de la carga orgánica presente en la solución del efluente, incluso cuando se usa una matriz de degradación más compleja (orina artificial).
Citas
Allwood, M., Stanley, A. & Wright, P. (2002). The Cytotoxics Handbook. Radcliffe Medical Press, 2002.
AWWA, APHA, and WEF (2017) standard methods for the examination of water and wastewater, Washington, American Public Health Association.
Campins Falcó, P., Tortajada Genaro, L. A., Meseger Lloret, S., Blasco Gomez, F., Sevillano Cabeza, A., & Molins Legua, C. (2001) Creatinine determination in urine samples by batchwise kinetic procedure and flow injection analysis using the Jaffé reaction: Chemometric study. Talanta, 55(6), 1079–1089. doi:10.1016/S0039-9140(01)00522-7
Costa, S. H. M. (2010). Tratamento e disposição final de resíduos de medicamentos quimioterápicos e de rejeitos radioterápicos: estudo comparativo entre a legislação internacional e a brasileira (Treatment and disposal of waste chemotherapy drugs and radiotherapy tailings: a comparative study between the Brazilian and international legislation) [MSc thesis]. Postgraduate program of the Department of Sanitation and Environmental Engineering: National School of Public Health Sergio Arouca. Available at: https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/2465?mode=simple
Hirose, J. et al. (2005) Inactivation of antineoplastics in clinical wastewater by electrolysis. Chemosphere, 60(8), 1018–1024. doi: 10.1016/j.chemosphere.2005.01.024
Jamil Akhtar, M., Ataullah Khan, M., & Ahmad, I. (2003) Identification of photoproducts of folic acid and its degradation pathways in aqueous solution. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 31(3), 579–588. doi:10.1016/s0731-7085(02)00724-0
Kissinger, L. D., & Stemm, N. L. (1986) Determination of the antileukemia agents cytarabine and azacitidine and their respective degradation products by high-performance liquid chromatography. Journal of Chromatography A, 353(C), 309–318. doi:10.1016/s0021-9673(01)87101-6
Knorst, M. T., Neubert, R., & Wohlrab, W. (1997) Analytical methods for measuring urea in pharmaceutical formulations. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 15(11), 1627–1632. doi: 10.1016/s0731-7085(96)01978-4
Kobayashi, T., et al. (2012) Application of electrolysis for detoxification of an antineoplastic in urine. Ecotoxicology and Environmental Safety, 78, 123–127. doi: 10.1016/j.ecoenv.2011.11.028
Laube, N., Mohr, B., & Hesse, A. (2001) Laser-probe-based investigation of the evolution of particle size distributions of calcium oxalate particles formed in artificial urines. Journal of Crystal Growth, 233(1–2), 367–374. doi: 10.1016/S0022-0248(01)01547-0
Malpass, G. R. P., Miwa, D. W., Miwa, A. C. P., Machado, S. A. S., & Motheo, A.J. (2007) Photo-Assisted Electrochemical Oxidation of Atrazine on a commercial Ti/Ru0.3Ti0.7O2 DSA electrode. Environmental Science and Technology, 41, 7120-7125. doi: 10.1021/es070798n
de Mello Florêncio, T. et al. (2016) Photo-assisted electrochemical degradation of simulated textile effluent coupled with simultaneous chlorine photolysis. Environmental Science and Pollution Research, 23(19), 19292–19301. doi: 10.1007/s11356-016-6912-x
Michelini, L. J. (2014) Avaliação físico-química, microbiológica e ecotoxicológica de efluentes oriundos de clínicas de oncologia do município de goiânia. Dissertação de Mestrado em Engenharia do Meio Ambiente, Universidade Federal de Goiás, Goiânia. Available at: https://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/3837
Molinari, R., Pirillo, F., Loddo, V., & Palmisano, L. (2006) Heterogeneous photocatalytic degradation of pharmaceuticals in water by using polycrystalline TiO2 and a nanofiltration membrane reactor. Catalysis Today, 118(1–2), 205–213. doi: 10.1016/j.cattod.2005.11.091
Moura, L., & Silva, R. F. (2016) Medicamentos antineoplásicos no meio ambiente: a contribuição de um hospital universitário de alta complexidade Leonardo. Revista Gestão & Sustentabilidade Ambiental, 5(1), 313–333. doi: 10.19177/rgsa.v5e12016313-333
Parra, K. N., Gul, S., Aquino, J. M., Miwa, D. W., & Motheo, A. J. (2016) Electrochemical degradation of tetracycline in artificial urine medium. Journal of Solid-State Electrochemistry, 20(4), 1001–1009. doi: 10.1007/s10008-015-2833-8
Pereira, A. S. et al (2018). Methodology of cientific research. [e-Book]. Santa Maria City. UAB / NTE / UFSM Editors. Accessed on: June, 23th, 2020.Available at: https://repositorio.ufsm.br/bitstream/handle/1/15824/Lic_Computacao_Metodologia-Pesquisa-Cientifica.pdf?sequence=1.
Pereira De Sousa, D. D. et al. (2019) Treatment of real dairy wastewater by electrolysis and photo-assisted electrolysis in presence of chlorides. Water Science and Technology, 80(5), 961–969. doi: 10.2166/wst.2019.339
Pinto, C. F. et al. (2019) Experimental-design-guided approach for the removal of atrazine by sono-electrochemical-UV-chlorine techniques. Environmental Technology, 40(4), 430-440. doi: 10.1080/09593330.2017.1395480
Rabii, F. W., Segura, P. A., Fayad, P. B., & Sauvé, S. (2014) Determination of six chemotherapeutic agents in municipal wastewater using online solid-phase extraction coupled to liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Science of the Total Environment, 487(1), 792–800. doi: 10.1016/j.scitotenv.2013.12.050
Reis, R. M. et al. (2012) Use of gas diffusion electrode for the in situ generation of hydrogen peroxide in an electrochemical flow-by reactor. Industrial and Engineering Chemistry Research, 51(2), 649–654. doi: 10.1021/ie201317u
Shewach, D. S., & Kuchta, R. D. (2009) Introduction to cancer chemotherapeutics. Chemical Reviews, 109(7), 2859–2861. doi: 10.1021/cr900208x
Singla, J., Verma, A., & Sangal, V. K. (2018) Parametric optimization for the treatment of human urine metabolite, creatinine using electro-oxidation. Journal of Electroanalytical Chemistry, 809, 136–146. doi: 10.1016/j.jelechem.2017.12.061
Sousa, E. S. et al. (2017) Processos Eletroquímicos Oxidativos Avançados para Degradação do Complexo EDTA-Ni (II). Revista Brasileira de Ciência, Tecnologia e Inovação, 2(2), 125–138. doi: 10.18554/rbcti.v2i2.3058
Stumpf, M., Ternes, T. A., Wilken, R. D., Rodrigues, S.V., & Baumann, W. (1999) Polar drug residues in sewage and natural waters in the state of Rio de Janeiro, Brazil. Science of the Total Environment, 225(1–2), 135–141. doi: 10.1016/s0048-9697(98)00339-8
Xiang, Y., Fang, J., & Shang, C. (2016) Kinetics and pathways of ibuprofen degradation by the UV/chlorine advanced oxidation process. Water Research, 90, 301–308. doi: 10.1016/j.watres.2015.11.069
Yu, Y., & Wu, L. (2011) Comparison of four extraction methods for the analysis of pharmaceuticals in wastewater. Journal of Chromatography A, 1218(18), 2483–2489. doi: 10.1016/j.chroma.2011.02.050
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