Eficiência do biochar da borra do café e da zeólita na adsorção de diclofenaco

Abstract

A contaminação de águas superficiais e subterrâneas por compostos químicos, como fármacos, é uma preocupação ambiental devido à persistência desses contaminantes em meio aquoso e à ineficiência dos sistemas convencionais de tratamento. Este estudo avaliou a eficiência do biochar derivado da borra de café e da zeólita na adsorção do diclofenaco, um anti-inflamatório amplamente utilizado. Montou-se um sistema de transporte de solutos em condições controladas, composto por bomba peristáltica, coletor de frações e colunas de vidro contendo uma camada de 5 cm de areia e o material adsorvente (biochar ou zeólita). Utilizou-se KBr como traçador, com suas concentrações determinadas por um leitor de íons, enquanto as concentrações de diclofenaco foram analisadas por cromatografia líquida de alta eficiência. Os parâmetros de interação e transporte do diclofenaco foram estimados utilizando os modelos matemáticos de convecção-dispersão (CDE), convecção-dispersão com duas regiões de água, móvel e imóvel (CDE-MIM), e convecção-dispersão com dois sítios de sorção (CDE-2S). Os resultados indicaram que os valores do fator de retardo (R) para o traçador KBr variaram entre 1,0 e 1,42 nas colunas de biochar da borra de café, e entre 1,42 e 1,46 nas colunas de zeólita, indicando interação limitada com ambos os materiais. Os números de Péclet (Pe) revelaram que o transporte do KBr e do diclofenaco foi predominantemente convectivo em todas as colunas. Para o diclofenaco, observou-se um aumento significativo nos valores de R nas colunas de biochar (899,3%, 1766% e 664% para as colunas 1, 2 e 3, respectivamente, em comparação com o KBr), evidenciando uma forte interação com o biochar. O biochar se adequou de forma semelhante aos modelos CDE-MIM e CDE-2S. Por outro lado, a zeólita se adequou ao modelo CDE, indicando um comportamento semelhante ao traçador, enquanto os modelos CDE-MIM e CDE-2S não apresentaram resultados satisfatórios para a zeólita. A recuperação parcial do diclofenaco nas alíquotas coletadas foi de 59%, 44,6% e 71,3% para as colunas de biochar, e de 86,8%, 94,1% e 100% nas colunas de zeólita.. O biochar demonstrou eficiência superior na adsorção do diclofenaco, especialmente nas colunas 1 e 2, comparado à zeólita.