Degradación sonoquímica de naproxeno modelo para el tratamiento de aguas que contienen productos farmacéuticos

Abstract

RESUMEN: Naproxeno (NPX), un anti-inflamatorio no esteroidal, empleado en el tratamiento del dolor leve a moderado, la fiebre, la inflamación y la rigidez, se ha venido detectando en sistemas acuáticos naturales debido a la inadecuada disposición o a sistemas de tratamiento de aguas deficiente. De esta manera, NPX representa un riesgo para el ambiente. El presente estudio investigó la degradación de NPX mediante ultrasonido (630 kHz) bajo diferentes condiciones experimentales. El efecto de la concentración (3-65 μmol L-1) y la potencia del ultrasonido (20-60 W) fueron evaluados. Las mejores eficiencias fueron obtenidas a altas concentraciones de NPX y altas potencias ultrasonoras. Bajo estas condiciones, NPX (65 μmol L-1) fue eliminado (~120 min) por los radicales °OH provenientes de las disociación de agua y oxígeno. La degradación de NPX siguió un modelo cinético tipo Langmuir. Sin embargo, mas del 80% del carbono orgánico total (TOC) permanece en solución incluso durante largos periodos de sonicación (4 h). La presencia de Fe2+ incrementó tanto la degradación como la mineralización del contaminante inicial. El efecto positivo de los iones hierro fue atribuido a la generación de radicales °OH adicionales vía la reacción entre estos iones y el peróxido de hidrogeno generado por el ultrasonido. El ultrasonido combinado con iones hierro se vislumbra como una alternativa promisoria para degradar completamente productos farmacéuticos en aguas.

ABSTRACT: Naproxen (NPX), a nonsteroidal anti-inflammatory drug, commonly used for relief of a wide variety of pain, fever, inflammations, and stiffness, can end up in aquatic systems, due to inappropriate water treatment or disposal, and therefore represent nowadays a risk for the environment. This study investigated the NPX degradation upon ultrasonic action (630 kHz) under different experimental conditions. The effect of NPX concentration (3-65 μmol L-1) and ultrasonic power (20–60 W) were evaluated. Best performances were obtained at higher NPX concentrations and powers. In these conditions, NPX (65 μmol L-1) can be readily eliminated (~120 min) by °OH coming from water and oxygen disociation. NPX sonochemical elimination followed a Langmuir-type kinetic model. However, even after long ultrasound irradiation times (4 h), more than 80% of total organic carbon (TOC) remained in the solution. Presence of Fe2+ increased both the remo-val and mineralization of NPX. The positive effect of iron ions was attributed to the generation of additional °OH coming from the reaction between these ions and the sono-generated hydrogen peroxide. The ultrasonic system combined with iron ions showed to be a promising alternative to the complete degradation of phar-maceutical products in waters.