Efeitos (eco)toxicológicos de tratamentos avançados de oxidação para remoção de produtos farmacêuticos e de cuidado pessoal

Abstract

A crescente contaminação dos ecossistemas aquáticos põe em causa a qualidade da água, necessária a todos os organismos vivos, e crítica para a humanidade. De modo a combater a sua contaminação por produtos farmacêuticos e de cuidado pessoal, que tem notavelmente aumentado com o crescimento populacional, e o seu consequente consumo quotidiano, são necessárias soluções para mitigar esta problemática. Uma das soluções que tem sido estudada é a recuperação de efluentes das estações de tratamento de águas residuais através de processos avançados para a degradação eficaz deste tipo de compostos. No presente trabalho, foi avaliada a (eco)toxicidade de efluentes sintéticos contaminados com metil- e propilparabeno, paracetamol, sulfametoxazol e carbamazepina, individualmente e em mistura, antes e após ozonólise. Com o objetivo de compreender os potenciais impactos deste processo na qualidade da água a reutilizar, que constrangem diretamente as possibilidades de aplicação no âmbito do uso e consumo humano, a (eco)toxicidade de efluentes sintéticos contaminados com os compostos referidos antes e após tratamento de ozonólise foi avaliada através de ensaios de viabilidade celular com queratinócitos de pele humana (linha celular HaCaT) e em ensaios de fitotoxicidade em Lepidium sativum e Brassica rapa. A ozonólise foi capaz de remover todos os contaminantes na totalidade, tanto quando estavam presentes nos efluentes sintéticos individualmente como em mistura. No entanto, ocorreu a formação de produtos de degradação dos compostos iniciais durante o processo de tratamento com ozono. Neste contexto, foram observados efeitos negativos significativos na viabilidade das células HaCaT após exposição tanto aos efluentes sintéticos não tratados como aos tratados, o que sugere a ineficiência da ozonólise na redução da toxicidade de contacto necessária quando se preconiza a reutilização de água tratada em atividades que envolvam um contacto direto com a epiderme humana. Para as espécies vegetais testadas, a ecotoxicidade dos efluentes foi reduzida pelo tratamento com ozono, sugerindo um nível de eficácia apreciável deste processo de tratamento quando se preconiza a reutilização de água em aplicações relacionadas com a rega na produção agrícola.

The increasing contamination of aquatic ecosystems is a threat to the quality of water, necessary for all living organisms, and critical for humanity. To tackle water contamination by pharmaceutical and personal care products, which has notably increased with population growth and its consequent daily consumption, solutions are needed to mitigate this problem. One of the solutions that has been studied is the recovery of effluents from wastewater treatment plants through advanced processes for the effective degradation of this type of compounds. In the present work, the (eco)toxicity of synthetic effluents contaminated with methyl- and propylparaben, paracetamol, sulfamethoxazole, and carbamazepine, individually and in mixture, was evaluated before and after ozonolysis. To understand the potential impacts of this process on the quality of the water to be reused, which directly constrains the possibilities of application for human use and consumption, the (eco)toxicity of synthetic effluents contaminated with the mentioned compounds before and after ozonation treatment was evaluated through cell viability assays with human skin keratinocytes (HaCaT cell line) and in phytotoxicity assays with Lepidium sativum and Brassica rapa. Ozonation was able to fully remove all contaminants, both when they were present in the synthetic effluent individually and in mixture. However, the formation of degradation products of the initial compounds occurred during the ozone treatment process. In this context, significant negative effects were observed regarding the viability of HaCaT cells after exposure to both the untreated and treated synthetic effluents, suggesting the inefficiency of ozonolysis in reducing the contact toxicity as necessary when advocating the reuse of treated water in activities involving direct contact with the human epidermis. For the plant species tested, the ecotoxicity of the effluents was reduced by ozone treatment, suggesting an appreciable level of effectiveness of this treatment process when advocating water reuse in irrigation-related applications such as the agricultural production.