Degradation of the pharmaceuticals nimesulide and ibuprofen using photo-Fenton process: toxicity studies, kinetic modeling and use of artificial neural networks

Authors

  • Rubens Teles Monteiro Departamento de Engenharia Química / Universidade Federal de Pernambuco
  • Rayany Magali da Rocha Santana Departamento de Engenharia Química / Universidade Federal de Pernambuco https://orcid.org/0000-0001-5313-9426
  • Ana Maria Ribeiro Bastos da Silva Departamento de Engenharia Química / Universidade Federal de Pernambuco
  • Alex Leandro Andrade de Lucena Departamento de Engenharia Química / Universidade Federal de Pernambuco https://orcid.org/0000-0001-5054-4434
  • Léa Elias Mendes Carneiro Zaidan Departamento de Engenharia Química / Universidade Federal de Pernambuco https://orcid.org/0000-0003-4959-2687
  • Valdinete Lins da Silva Departamento de Engenharia Química / Universidade Federal de Pernambuco
  • Daniella Carla Napoleão Departamento de Engenharia Química / Universidade Federal de Pernambuco https://orcid.org/0000-0002-2760-562X

DOI:

https://doi.org/10.5902/2236117031563

Keywords:

Ibuprofen, Nimesulide, Photo-Fenton

Abstract

The growth of pollution in aquatic environments increases every day, causing compounds like pharmaceuticas to be detected in surface waters. Thus, tecniques such as advanced oxidation processes (AOP) have been used to degrade this compounds. In this work, the efficiency of AOP in the degradation of nimesulide and ibuprofen pharmaceuticals was evaluated through chromatographic analysis as well as organic matter through the levels of chemical oxygen demand (COD) and total organic carbon (TOC). It was verified that the photo-Fenton process presented the bests results, degrading 89.70% of nimesulide and 93.35% of ibuprofen. This same process managed to reduce COD by 91.60% and mineralize 90.04% of the TOC. The kinetic study showed a good linear fit (R2=0.993) for the clustered kinetic model, as well as a good fit to the mathematical model of artificial neural networks (ANNs), with a value of R2=1.000 for the MLP4-4-1 BFGS 4567 model. Finally, the toxicity of the solution after treatment was verified against the seeds of Lactuta sativa, Cichorium endívia, Ocimum basilicum and American Hard grain. It was found that the seeds that received the solution before treatment had a lower germination amount than the ones where the post AOP treatment solution was added. Then, the root growth was evaluated, in which a relative toxic effect was observed.

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Author Biographies

Rubens Teles Monteiro, Departamento de Engenharia Química / Universidade Federal de Pernambuco

Mestre em Engenharia Química pela UFPE

Rayany Magali da Rocha Santana, Departamento de Engenharia Química / Universidade Federal de Pernambuco

Engenheira Química pela UNINASSAU

Ana Maria Ribeiro Bastos da Silva, Departamento de Engenharia Química / Universidade Federal de Pernambuco

Doutora em Engenharia Civil pela UFPE

Alex Leandro Andrade de Lucena, Departamento de Engenharia Química / Universidade Federal de Pernambuco

Mestre em Engenharia Química pela UFPE

Léa Elias Mendes Carneiro Zaidan, Departamento de Engenharia Química / Universidade Federal de Pernambuco

Doutora em Engenharia Química pela UFPE

Valdinete Lins da Silva, Departamento de Engenharia Química / Universidade Federal de Pernambuco

Doutora em Ciências pela UNICAMP

Daniella Carla Napoleão, Departamento de Engenharia Química / Universidade Federal de Pernambuco

Doutora em Engenharia Química pela UFPE

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Published

2018-08-23

How to Cite

Monteiro, R. T., Santana, R. M. da R., Silva, A. M. R. B. da, Lucena, A. L. A. de, Zaidan, L. E. M. C., Silva, V. L. da, & Napoleão, D. C. (2018). Degradation of the pharmaceuticals nimesulide and ibuprofen using photo-Fenton process: toxicity studies, kinetic modeling and use of artificial neural networks. Revista Eletrônica Em Gestão, Educação E Tecnologia Ambiental, 22, e3. https://doi.org/10.5902/2236117031563

Issue

Section

ENVIRONMENTAL THECNOLOGY

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