Degradación del fármaco antiepiléptico primidona mediante el proceso sono-(foto)-fenton

Abstract

Es probable que las personas desconozcan el destino final de los fármacos después de su uso, así como el hecho que, en algún momento, estos compuestos podrían estar presentes en el agua que utilizan en su vida cotidiana. Lo anterior es una posibilidad, que podría ser real, ya que en los últimos años el uso de fármacos a nivel mundial ha aumentado de manera significativa, lo que ha llevado a su detección en diversas fuentes acuáticas. La limitada eficacia de los procesos convencionales de tratamiento de aguas residuales, no logran la degradación completa de los fármacos, ocasionado una continua contaminación ambiental y de salud pública. Ante dicha problemática, el presente trabajo de investigación presenta un método de tratamiento alternativo basado en los procesos de oxidación avanzados como el proceso combinado sono-foto-Fenton para la degradación del fármaco primidona. Primero, se optimizó los parámetros de dosis de Fe²⁺ y la posición de la lámpara UVA a condiciones fijas de 578 kHz y 20,41 W de frecuencia y potencia ultrasónica, respectivamente, logrando la mayor eliminación del fármaco con 5 ppm de Fe²⁺ y una posición de 5 cm. Una vez optimizados los parámetros operativos, se evaluó los procesos individuales y combinados en la eliminación de primidona, obteniéndose el siguiente orden de la velocidad de degradación: sonólisis (kdeg = 0,013 min⁻¹) < sono- Fenton (kdeg = 0,024 min⁻¹) < sono-foto-Fenton (kdeg = 0,035 min⁻¹). Finalmente, se analizó la aplicabilidad del proceso sono-foto-Fenton en agua residual sintética hospitalaria, con miras a evaluar el efecto matriz sobre la degradación del fármaco antiepiléptico, obteniendo una menor eliminación del fármaco (71,3%) en comparación con agua destilada (93,4%), atribuyendo dicho resultado a la influencia de la presencia de iones inorgánicos en la matriz de agua residual, y evidenciado que el método es eficiente en la eliminación del contaminante en el agua residual.

It´s probably that people are unknown about the final fate of pharmaceuticals after their use, as well as the fact that, at some point, these compounds might be present in the water they use in their daily lives. This possibility is due to the fact that, in recent years, the worldwide use of pharmaceuticals has increased significantly, so that they have been detected in various aquatic sources. The limited efficacy of conventional wastewater treatment processes fails to completely degrade pharmaceuticals, resulting in continued contamination of the environment and public health. In response to this problem, the present research proposes an alternative treatment method based on advanced oxidation processes, specifically the combined sono- photo-Fenton process, for the degradation of the drug primidone. First, the parameters of Fe²⁺ dosage and UVA lamp position were optimized under fixed conditions of 578 kHz frequency and 20.4 W ultrasonic power. The optimal conditions achieved maximum drug removal with 5 ppm of Fe²⁺ and a lamp position of 5 cm. Once the operational parameters were optimized, the individual and combined processes for primidone removal were evaluated and the following degradation rate order was obtained: sonolysis (kdeg = 0,013 min⁻¹) < sono-Fenton (kdeg = 0,024 min⁻¹) < sono-photo-Fenton (kdeg = 0,035 min⁻¹). Finally, the applicability of the sono-photo-Fenton process in synthetic hospital wastewater and distilled water was analyzed to evaluate the matrix effect on the degradation of the antiepileptic drug. The results showed a lower drug removal efficiency (71,3%) compared to distilled water (93,4%). This outcome was attributed to the influence of inorganic ions present in the wastewater matrix, demonstrating that the method is effective and capable of eliminating this contaminant from wastewater.