Avaliação da atividade bactericida de microesferas de quitosana com nanopartículas de prata para a desinfecção de efluentes industriais
Resumen
O tratamento terciário de efluentes industriais, através do uso de nanopartículas de prata (AgNPs) ancoradas em matrizes poliméricas, é uma alternativa bastante promissora em relação às técnicas convencionais para a eliminação de micro-organismos, visando à melhoria da qualidade final desses efluentes. Neste contexto foram preparadas microesferas de quitosana contendo AgNPs por meio de um planejamento experimental do tipo 2³, com o objetivo de obter o material com a maior atividade bactericida para sua posterior aplicação na desinfecção de um efluente industrial. As AgNPs foram inicialmente sintetizadas mediante a redução química de íons prata, utilizando o citrato de sódio e o boroidreto de sódio como estabilizante e redutor, respectivamente, sendo posteriormente caracterizadas por meio da técnica de espectroscopia de absorção na região do ultravioleta e visível (UV-Vis). As microesferas de quitosana, por sua vez, foram preparadas a partir da dissolução de quitosana em ácido acético, com a adição das AgNPs e do agente reticulante, e posterior gotejamento em NaOH 1,5 mol L-1. O planejamento experimental consistiu de 11 experimentos, onde foram variados a concentração de ácido acético (de 0,25 a 0,75 mol L-1), o volume de glutaraldeído (de 30,0 a 60,0 µL) e o percentual de AgNPs no material (de 10 a 30%). A atividade bactericida do material foi avaliada por meio do teste de difusão em ágar com dois tipos de micro-organismos (Escherichia coli e Staphylococcus aureus), onde obteve-se a medida do halo de inibição para cada uma delas, utilizada como variável resposta do planejamento experimental. As microesferas que apresentaram a maior atividade bactericida foram então utilizadas na desinfecção de um efluente industrial, onde foi observado o percentual de inativação de coliformes totais e bactérias Escherichia coli para diferentes tempos de contato, além da quantidade de prata lixiviada para o efluente por meio da técnica de espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP-OES). O material também foi submetido a diversas técnicas de caracterização, incluindo a difração de raios X (DRX), a espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), e a termogravimetria (TGA). Os resultados revelaram que as microesferas com maior atividade bactericida (preparadas com ácido acético 0,75 mol L-1, 60,0 µL de glutaraldeído e 30% de AgNPs) reduziram 47% dos coliformes totais e 100% das bactérias E. coli do efluente industrial testado ao final de 3 h de tratamento. A quantidade de prata lixiviada para o efluente foi menor que o limite de detecção do método para todos os ensaios, estando abaixo do limite máximo permitido para descarte por leis estaduais e nacionais. Por fim, foi possível concluir que o material apresentou alta atividade bactericida para ser utilizado como auxiliar no tratamento terciário de efluentes industriais, além da baixa contaminação do meio reacional.(sic)