Avaliação da redução da concentração de cefalexina em solução aquosa por eletrocoagulação com eletrodos de grafite em diferentes valores iniciais de pH e intensidade de corrente aplicada
Barra lateral de artigos
Publicado:
2021-05-20
Como Citar
[1]
“Avaliação da redução da concentração de cefalexina em solução aquosa por eletrocoagulação com eletrodos de grafite em diferentes valores iniciais de pH e intensidade de corrente aplicada”, I, vol. 16, nº 30, p. 54–60, maio 2021, doi: 10.26620/uniminuto.inventum.16.30.2021.54-60.
Detalhes do artigo
Se solicita a los autores que diligencien el documento de cesión de derechos de autor sobre el artículo, para que sea posible su edición, publicación y distribución en cualquier medio y modalidad: medios electrónicos, CD ROM, impresos o cualquier otra forma, con fines exclusivamente científicos, educativos y culturales
- La obra pertenece a UNIMINUTO.
- Dada la naturaleza de UNIMINUTO como Institución de Educación Superior, con un modelo universitario innovador para ofrecer Educación de alta calidad, de fácil acceso, integral y flexible; para formar profesionales altamente competentes, éticamente responsables y líderes de procesos de transformación social, EL CEDENTE ha decidido ceder los derechos patrimoniales de su OBRA, que adelante se detalla para que sea explotado por ésta
- El querer de EL CEDENTE es ceder a título gratuito los derechos patrimoniales de la OBRA a UNIMINUTO con fines académicos.
Conteúdo do artigo principal
Resumo
Esta pesquisa foi realizado para avaliar a redução da concentração de cefalexina (CEF) em solução aquosa por eletrocoagulação (EC) com eletrodos de grafite como alternativa para eliminação deste poluente em águas residuárias. Primeiramente, a condutividade elétrica da água foi ajustada com NaCl, o que permitiu a formação de espécies ativas de cloro (HOCl e OCl-). Eletrodos de grafite foram utilizados devido às suas características contra o desgaste anódico, que ocorre em sistemas em que são utilizados anodos metálicos. Foram analisado o efeito do pH inicial da solução (7 e 8) e da intensidade da corrente aplicada (1 A e 1,5 A). Para avaliar o efeito dessas variáveis, um projeto experimental de um tipo de composto central e a metodologia de superfície de resposta foram implementados. Além disso, foram determinadas as condições das variáveis de estudo que permitem alcançar a maior eficácia do processo. Foi determinado que a um nível de pH 7 e uma intensidades de 1,5 A uma remoção de 75,5 % é alcançada na concentração de cefalexina. Para pH 8, observa-se uma diminuição considerável no percentual de redução da concentração de cefalexina, situação que implica que a variável que mais influencia a variável resposta é o pH da solução aquosa.
Palavras-chave:
cefalexina, eletrocoagulação, espécies ativas de cloro, grafite
Referências
[1] H. Kaur, G. Hippargi, G. R. Pophali, y A. K. Bansiwal, “Treatment methods for removal of pharmaceuticals and personal care products from domestic wastewater”, Pharmaceuticals and Personal Care Products: Waste Management and Treatment Technology, (pp. 129–150). Elsevier, 2019. doi: 10.1016/B978-0-12-816189-0.00006-8
[2] H. W. Leung, T. B. Minh, M. B. Murphy, J. C Lam, M. K. So, M. Martin, P. K Lam, y B. J. Richardson, “Distribution, fate and risk assessment of antibiotics in sewage treatment plants in Hong Kong, South China”, Environ. Int., vol. 42, no. 1, pp. 1–9, 2012. doi: 10.1016/j.envint.2011.03.004.
[3] V. Homem, y L. Santos, “Degradation and removal methods of antibiotics from aqueous matrices - A review”, J. Environ. Manage., vol. 92, no. 10, pp. 2304–2347, 2011. doi: 10.1016/j.jenvman.2011.05.023.
[4] L. A. Perea, R. E. Palma-Goyes, J. Vazquez-Arenas, I. Romero-Ibarra, C. Ostos, and R. A. Torres-Palma, “Efficient cephalexin degradation using active chlorine produced on ruthenium and iridium oxide anodes: Role of bath composition, analysis of degradation pathways and degradation extent”, Sci. Total Environ., vol. 648, pp. 377–387, 2019. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.08.148.
[5] C. Su, X. Lin, P. Zheng, Y. Chen, L. Zhao, Y. Liao, y J. Liu, “Effect of cephalexin after heterogeneous Fenton-like pretreatment on the performance of anaerobic granular sludge and activated sludge”, Chemosphere, vol. 235, pp. 84–95, 2019. doi: 10.1016/j.chemosphere.2019.06.136.
[6] J. Xu, Y. Li, M. Qian, J. Pan, J. Ding, y B. Guan, “Amino-functionalized synthesis of MnO2-NH2-GO for catalytic ozonation of cephalexin”, Appl. Catal. B Environ., vol. 256, p. 117797, 2019. doi: 10.1016/j.apcatb.2019.117797.
[7] A. Almasi, R. Esmaeilpoor, H. Hoseini, V. Abtin, y M. Mohammadi, “Photocatalytic degradation of cephalexin by UV activated persulfate and Fenton in synthetic wastewater: optimization, kinetic study, reaction pathway and intermediate products”, J. Environ. Heal. Sci. Eng., vol. 18, no. 2, pp. 1359-1373, 2020. doi: 10.1007/s40201-020-00553-1.
[8] H. R. Pouretedal, y N. Sadegh, “Effective removal of Amoxicillin, Cephalexin, Tetracycline and Penicillin G from aqueous solutions using activated carbon nanoparticles prepared from vine wood”, J. Water Process Eng., vol. 1, pp. 64–73, 2014, doi: 10.1016/j.jwpe.2014.03.006.
[9] R. S. C. Sierra, H. Zúñiga-Benítez, y G. A. Peñuela, “Experimental data on antibiotic cephalexin removal using hydrogen peroxide and simulated sunlight radiation at lab scale: Effects of pH and H2O2”, Data Brief, vol. 30, p. 105437, 2020, doi: 10.1016/j.dib.2020.105437.
[10] T. J. Al-Musawi, H. Kamani, E. Bazrafshan, A. H. Panahi, M. F. Silva, y G. Abi, “Optimization the Effects of Physicochemical Parameters on the Degradation of Cephalexin in Sono-Fenton Reactor by Using Box-Behnken Response Surface Methodology”, Catal. Letters, vol. 149, pp. 1186–1196, 2019, doi: 10.1007/s10562-019-02713-x.
[11] N. Li, Y. Tian, J. Zhao, J. Zhang, W. Zou, L. Kong, y H. Cui, “Z-scheme 2D/3D g-C3N4@ZnO with enhanced photocatalytic activity for cephalexin oxidation under solar light”, Chem. Eng. J., vol. 352, no. 15, pp. 412–422, 2018, doi: 10.1016/j.cej.2018.07.038.
[12] M. Aram, M. Farhadian, A. R. Solaimany Nazar, S. Tangestaninejad, P. Eskandari, y B. H. Jeon, “Metronidazole and Cephalexin degradation by using of Urea/TiO2/ZnFe2O4/Clinoptiloite catalyst under visible-light irradiation and ozone injection”, J. Mol. Liq., vol. 304, no. 15, p. 112764, 2020, doi: 10.1016/j.molliq.2020.112764.
[13] J. He, Y. Zhang, Y. Guo, G. Rhodes, J. Yeom, H. Li, y W. Zhang, “Photocatalytic degradation of cephalexin by ZnO nanowires under simulated sunlight: Kinetics, influencing factors, and mechanisms”, Environ. Int., vol. 132, no. April, p. 105105, 2019, doi: 10.1016/j.envint.2019.105105.
[14] B. Wang, H. Li, T. Liu, y J. Guo, “Enhanced removal of cephalexin and sulfadiazine in nitrifying membrane-aerated biofilm reactors”, Chemosphere, vol. 263, p. 128224, 2021, doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.128224.
[15] A. A. Al-Gheethi, A. N. Efaq, R. M. Mohamed, I. Norli, y M. O. Kadir, “Potential of bacterial consortium for removal of cephalexin from aqueous solution”, J. Assoc. Arab Univ. Basic Appl. Sci., vol. 24, no. 1, pp. 141–148, 2017, doi: 10.1016/j.jaubas.2016.09.002.
[16] G. Rhodes, Y. H. Chuang, R. Hammerschmidt, W. Zhang, S. A. Boyd, y H. Li, “Uptake of cephalexin by lettuce, celery, and radish from water,”, Chemosphere, vol. 263, p. 127916, 2021, doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.127916.
[17] E. Angulo, L. Bula, I. Mercado, A. Montaño, y N. Cubillán, “Bioremediation of Cephalexin with non-living Chlorella sp., biomass after lipid extraction”, Bioresour. Technol., vol. 257, pp. 17–22, 2017, 2018, doi: 10.1016/j.biortech.2018.02.079.
[18] M. Leili, N. Shirmohammadi Khorram, K. Godini, G. Azarian, R. Moussavi, y A. Peykhoshian, “Application of central composite design (CCD) for optimization of cephalexin antibiotic removal using electro-oxidation process”, J. Mol. Liq., vol. 313, no. 1, p. 113556, 2020, doi: 10.1016/j.molliq.2020.113556.
[19] J. M. Aquino, M. A. Rodrigo, R. C. Rocha-Filho, C. Sáez, y P. Cañizares, “Influence of the supporting electrolyte on the electrolyses of dyes with conductive-diamond anodes”, Chem. Eng. J., vol. 184, no. 1, pp. 221–227, 2012, doi: 10.1016/j.cej.2012.01.044.
[20] G. C. C. Yang, Y. C. Chen, H. X. Yang, y C. H. Yen, “Performance and mechanisms for the removal of phthalates and pharmaceuticals from aqueous solution by graphene-containing ceramic composite tubular membrane coupled with the simultaneous electrocoagulation and electrofiltration process”, Chemosphere, vol. 155, pp. 274–282, 2016, doi: 10.1016/j.chemosphere.2016.04.060.
[21] Y. Rashtbari, S. Hazrati, S. Afshin, M. Fazlzadeh, y M. Vosoughi, “Data on cephalexin removal using powdered activated carbon (PPAC) derived from pomegranate peel”, Data Brief, vol. 20, pp. 1434–1439, 2018, doi: 10.1016/j.dib.2018.08.204.
[22] M. Deborde, y U. von Gunten, “Reactions of chlorine with inorganic and organic compounds during water treatment-Kinetics and mechanisms: A critical review”, Water Research, vol. 42, no. 1–2, pp. 13–51, 2008, doi: 10.1016/j.watres.2007.07.025.
[23] D. A. C. Coledam, M. M. S. Pupo, B. F. Silva, A. J. Silva, K. I. B. Eguiluz, G. R. Salazar-Banda, y J. M. Aquino, “Electrochemical mineralization of cephalexin using a conductive diamond anode: A mechanistic and toxicity investigation”, Chemosphere, vol. 168, pp. 638–647, 2017, doi: 10.1016/j.chemosphere.2016.11.013.
[24] N. Nageswara Rao, M. Rohit, G. Nitin, P. N. Parameswaran, y J. K. Astik, “Kinetics of electrooxidation of landfill leachate in a three-dimensional carbon bed electrochemical reactor”, Chemosphere, vol. 76, no. 9, pp. 1206–1212, 2009, doi: 10.1016/j.chemosphere.2009.06.009.
[25] A. L. Giraldo Aguirre, E. D. Erazo Erazo, O. A. Flórez Acosta, E. A. Serna Galvis, y R. A. Torres Palma, “Tratamiento electroquímico de aguas que contienen antibióticos β-lactámicos”, Cienc. E Desarro., vol. 7, no. 1, pp. 21–29, 2016, doi: 10.19053/01217488.4227.
[2] H. W. Leung, T. B. Minh, M. B. Murphy, J. C Lam, M. K. So, M. Martin, P. K Lam, y B. J. Richardson, “Distribution, fate and risk assessment of antibiotics in sewage treatment plants in Hong Kong, South China”, Environ. Int., vol. 42, no. 1, pp. 1–9, 2012. doi: 10.1016/j.envint.2011.03.004.
[3] V. Homem, y L. Santos, “Degradation and removal methods of antibiotics from aqueous matrices - A review”, J. Environ. Manage., vol. 92, no. 10, pp. 2304–2347, 2011. doi: 10.1016/j.jenvman.2011.05.023.
[4] L. A. Perea, R. E. Palma-Goyes, J. Vazquez-Arenas, I. Romero-Ibarra, C. Ostos, and R. A. Torres-Palma, “Efficient cephalexin degradation using active chlorine produced on ruthenium and iridium oxide anodes: Role of bath composition, analysis of degradation pathways and degradation extent”, Sci. Total Environ., vol. 648, pp. 377–387, 2019. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.08.148.
[5] C. Su, X. Lin, P. Zheng, Y. Chen, L. Zhao, Y. Liao, y J. Liu, “Effect of cephalexin after heterogeneous Fenton-like pretreatment on the performance of anaerobic granular sludge and activated sludge”, Chemosphere, vol. 235, pp. 84–95, 2019. doi: 10.1016/j.chemosphere.2019.06.136.
[6] J. Xu, Y. Li, M. Qian, J. Pan, J. Ding, y B. Guan, “Amino-functionalized synthesis of MnO2-NH2-GO for catalytic ozonation of cephalexin”, Appl. Catal. B Environ., vol. 256, p. 117797, 2019. doi: 10.1016/j.apcatb.2019.117797.
[7] A. Almasi, R. Esmaeilpoor, H. Hoseini, V. Abtin, y M. Mohammadi, “Photocatalytic degradation of cephalexin by UV activated persulfate and Fenton in synthetic wastewater: optimization, kinetic study, reaction pathway and intermediate products”, J. Environ. Heal. Sci. Eng., vol. 18, no. 2, pp. 1359-1373, 2020. doi: 10.1007/s40201-020-00553-1.
[8] H. R. Pouretedal, y N. Sadegh, “Effective removal of Amoxicillin, Cephalexin, Tetracycline and Penicillin G from aqueous solutions using activated carbon nanoparticles prepared from vine wood”, J. Water Process Eng., vol. 1, pp. 64–73, 2014, doi: 10.1016/j.jwpe.2014.03.006.
[9] R. S. C. Sierra, H. Zúñiga-Benítez, y G. A. Peñuela, “Experimental data on antibiotic cephalexin removal using hydrogen peroxide and simulated sunlight radiation at lab scale: Effects of pH and H2O2”, Data Brief, vol. 30, p. 105437, 2020, doi: 10.1016/j.dib.2020.105437.
[10] T. J. Al-Musawi, H. Kamani, E. Bazrafshan, A. H. Panahi, M. F. Silva, y G. Abi, “Optimization the Effects of Physicochemical Parameters on the Degradation of Cephalexin in Sono-Fenton Reactor by Using Box-Behnken Response Surface Methodology”, Catal. Letters, vol. 149, pp. 1186–1196, 2019, doi: 10.1007/s10562-019-02713-x.
[11] N. Li, Y. Tian, J. Zhao, J. Zhang, W. Zou, L. Kong, y H. Cui, “Z-scheme 2D/3D g-C3N4@ZnO with enhanced photocatalytic activity for cephalexin oxidation under solar light”, Chem. Eng. J., vol. 352, no. 15, pp. 412–422, 2018, doi: 10.1016/j.cej.2018.07.038.
[12] M. Aram, M. Farhadian, A. R. Solaimany Nazar, S. Tangestaninejad, P. Eskandari, y B. H. Jeon, “Metronidazole and Cephalexin degradation by using of Urea/TiO2/ZnFe2O4/Clinoptiloite catalyst under visible-light irradiation and ozone injection”, J. Mol. Liq., vol. 304, no. 15, p. 112764, 2020, doi: 10.1016/j.molliq.2020.112764.
[13] J. He, Y. Zhang, Y. Guo, G. Rhodes, J. Yeom, H. Li, y W. Zhang, “Photocatalytic degradation of cephalexin by ZnO nanowires under simulated sunlight: Kinetics, influencing factors, and mechanisms”, Environ. Int., vol. 132, no. April, p. 105105, 2019, doi: 10.1016/j.envint.2019.105105.
[14] B. Wang, H. Li, T. Liu, y J. Guo, “Enhanced removal of cephalexin and sulfadiazine in nitrifying membrane-aerated biofilm reactors”, Chemosphere, vol. 263, p. 128224, 2021, doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.128224.
[15] A. A. Al-Gheethi, A. N. Efaq, R. M. Mohamed, I. Norli, y M. O. Kadir, “Potential of bacterial consortium for removal of cephalexin from aqueous solution”, J. Assoc. Arab Univ. Basic Appl. Sci., vol. 24, no. 1, pp. 141–148, 2017, doi: 10.1016/j.jaubas.2016.09.002.
[16] G. Rhodes, Y. H. Chuang, R. Hammerschmidt, W. Zhang, S. A. Boyd, y H. Li, “Uptake of cephalexin by lettuce, celery, and radish from water,”, Chemosphere, vol. 263, p. 127916, 2021, doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.127916.
[17] E. Angulo, L. Bula, I. Mercado, A. Montaño, y N. Cubillán, “Bioremediation of Cephalexin with non-living Chlorella sp., biomass after lipid extraction”, Bioresour. Technol., vol. 257, pp. 17–22, 2017, 2018, doi: 10.1016/j.biortech.2018.02.079.
[18] M. Leili, N. Shirmohammadi Khorram, K. Godini, G. Azarian, R. Moussavi, y A. Peykhoshian, “Application of central composite design (CCD) for optimization of cephalexin antibiotic removal using electro-oxidation process”, J. Mol. Liq., vol. 313, no. 1, p. 113556, 2020, doi: 10.1016/j.molliq.2020.113556.
[19] J. M. Aquino, M. A. Rodrigo, R. C. Rocha-Filho, C. Sáez, y P. Cañizares, “Influence of the supporting electrolyte on the electrolyses of dyes with conductive-diamond anodes”, Chem. Eng. J., vol. 184, no. 1, pp. 221–227, 2012, doi: 10.1016/j.cej.2012.01.044.
[20] G. C. C. Yang, Y. C. Chen, H. X. Yang, y C. H. Yen, “Performance and mechanisms for the removal of phthalates and pharmaceuticals from aqueous solution by graphene-containing ceramic composite tubular membrane coupled with the simultaneous electrocoagulation and electrofiltration process”, Chemosphere, vol. 155, pp. 274–282, 2016, doi: 10.1016/j.chemosphere.2016.04.060.
[21] Y. Rashtbari, S. Hazrati, S. Afshin, M. Fazlzadeh, y M. Vosoughi, “Data on cephalexin removal using powdered activated carbon (PPAC) derived from pomegranate peel”, Data Brief, vol. 20, pp. 1434–1439, 2018, doi: 10.1016/j.dib.2018.08.204.
[22] M. Deborde, y U. von Gunten, “Reactions of chlorine with inorganic and organic compounds during water treatment-Kinetics and mechanisms: A critical review”, Water Research, vol. 42, no. 1–2, pp. 13–51, 2008, doi: 10.1016/j.watres.2007.07.025.
[23] D. A. C. Coledam, M. M. S. Pupo, B. F. Silva, A. J. Silva, K. I. B. Eguiluz, G. R. Salazar-Banda, y J. M. Aquino, “Electrochemical mineralization of cephalexin using a conductive diamond anode: A mechanistic and toxicity investigation”, Chemosphere, vol. 168, pp. 638–647, 2017, doi: 10.1016/j.chemosphere.2016.11.013.
[24] N. Nageswara Rao, M. Rohit, G. Nitin, P. N. Parameswaran, y J. K. Astik, “Kinetics of electrooxidation of landfill leachate in a three-dimensional carbon bed electrochemical reactor”, Chemosphere, vol. 76, no. 9, pp. 1206–1212, 2009, doi: 10.1016/j.chemosphere.2009.06.009.
[25] A. L. Giraldo Aguirre, E. D. Erazo Erazo, O. A. Flórez Acosta, E. A. Serna Galvis, y R. A. Torres Palma, “Tratamiento electroquímico de aguas que contienen antibióticos β-lactámicos”, Cienc. E Desarro., vol. 7, no. 1, pp. 21–29, 2016, doi: 10.19053/01217488.4227.
Artigos mais lidos pelo mesmo(s) autor(es)
- Julian Felipe Gomez Murcia, Carlos Alberto Quiroga Barrios, Rafael Nikolay Agudelo Valencia , Tratamento de águas residuais resultantes da indústria de comunicação gráfica com a impressão “Offset”. Estudo de caso , INVENTUM: v. 17 n. 33 (2022): JULIO-DICIEMBRE