Fotodegradação do metoprolol com geradores de oxigénio singleto

Abstract

Neste trabalho vai-se abordar a remoção do metoprolol das águas através de fotodegradação. O metoprolol pertence à classe dos bloqueadores beta que são usados em doenças cardiovasculares, como a hipertensão. O metoprolol pertence aos chamados contaminantes emergentes, para os quais ainda não existe legislação reguladora e ainda se conhece pouco sobre os seus efeitos tóxicos na saúde humana e no meio ambiente. A fotodegradação é uma das principais vias de degradação abiótica de contaminantes no meio aquático e pode ser largamente influenciada pelas substâncias húmicas. Atualmente já existem alguns estudos sobre a remoção do metoprolol das águas através da fotodegradação, os quais permitiram concluir que o metoprolol praticamente não sofre degradação directa por ação da luz solar, mas é fotodegradado na presença de substâncias húmicas. As substâncias húmicas, quando sujeitas a radição dão origem a várias espécies como o estado tripleto das substâncias húmicas ou as espécies reativas de oxigénio (o radical hidroxilo, o ião superóxido, o peróxido de hidrogénio ou o oxigénio singleto). As espécies formadas vão reagir com o metoprolol, levando à sua degradação. Num estudo anterior, em que foram testados os ácidos fúlvicos que são usados no presente trabalho, chegou-se à conclusão que era o oxigénio singleto a espécie responsável pela fotodegradação do metoprolol. Uma vez que o oxigénio singleto também é originado pela porfirina usada neste trabalho, determinou-se a aplicabilidade da mesma na fotodegradação do metoprolol para o tratamento de efluentes. Num primeiro passo, determinaram-se as velocidades de reação do metoprolol tanto na presença de ácidos fúlvicos como na presença da porfirina e concluiu-se que a velocidade de reação na presença da porfirina é bastante maior do que na presença dos ácidos fúlvicos. Ao analisar os cromatogramas para determinar as velocidades de reação notaram-se pequenos picos correspondentes a produtos da fotodegradação do metoprolol. Sendo assim, decidiu-se aumentar a concentração do metoprolol na presença de ácidos fúlvicos para uma mais fácil análise da evolução dos picos e depois para análise por HPLC MS/MS com vista a identificar os produtos formados.

In this work the removal of metoprolol from waters will be to address through photodegradation. Metoprolol belongs to the class of beta-blockers that are used in cardiovascular diseases such as hypertension. Metoprolol belongs to the so-called emerging contaminants, for which there is still no regulatory legislation and yet little is known about their toxicity for human health effects in the environment. The photodegradation is a main pathway of abiotic degradation of contaminants in the aquatic environment and can be largely influenced by humic substances. Nowadays, there are a few studies of the removal on metoprolol waters by photodegradation, which concluded that metoprolol practically do not suffers degradation by direct action of sunlight, but is decomposed in the presence of humic substances. Humic substances, when subjected to radiation, give rise to various species such as triplet state of humic substances or reactive oxygen species (hydroxyl radical, superoxide ion, hydrogen peroxide and singlet oxygen). The species formed will react with metoprolol, leading to its degradation. A previous study, where fulvic acids used in this work were studied, came to the conclusion that the singlet oxygen species was responsible for photodegradation of metoprolol. Since singlet oxygen is also promoted by the porphyrin used in this study, we determined the applicability thereof in the photodegradation of metoprolol for the treatment of effluents. In a first step, the reaction rates of metoprolol were determinated both in the presence of fulvic acids and in the presence of porphyrin. It was concluded that the reaction rate in the presence of the porphyrin is much higher than in the presence of fulvic acids. By analyzing the chromatograms, to determine the reaction rates small peaks corresponding to the photodegradation of metoprolol were noted. Therefore, it was decided to increase the concentration of metoprolol in the presence of fulvic acids for easier analysis of the evolution of the peaks and for later analysis by HPLC MS / MS in order to identify the products formed.