O protótipo de um sistema econômico de filtragem que capaz de remover antibióticos de águas residuais acabou de ser desenvolvido por colaboradores do Serviço de Pesquisas em Agricultura (ARS), em conjunto com pesquisadores da Universidade da Califórnia Riverside (UCR), nos Estados Unidos. A pesquisa foi publicada no Journal of Environmental Chemical Engineering.
O microbiologista Mark Ibekwe, da Unidade de Pesquisa de Eficiência Hídrica e Salinidade da ARS em Riverside, Califórnia, e o químico de solo da UCR Daniel Ashworth, construíram o modelo usando quatro camadas de materiais naturais: cascalho, areia, solo e biochar, em uma coluna de 50 centímetros de altura e 12 de diâmetro.
Eles utilizaram o modelo em escala de laboratório para remover quatro antibióticos: amoxicilina, cefalexina, sulfadiazina e tetraciclina, em vários níveis de eficiência. As substâncias foram selecionadas por estarem entre as mais comuns em efluentes de estação de tratamento de águas residuais. Os sistemas convencionais de estação de tratamento de águas residuais são relativamente eficazes na remoção de nutrientes e bactérias, mas podem não ser tão bons na remoção de antibióticos.
A eficácia do sistema em escala de laboratório variou com o antibiótico avaliado. Ele removeu com sucesso 98% da tetraciclina, seguida por 91% da cefalexina, 81% da amoxicilina e 51% da sulfadiazina. Os antibióticos tinham concentrações iniciais de 10 ppb, comparáveis aos níveis que foram observados em águas residuais municipais.
A remoção de amoxicilina e cefalexina foi amplamente controlada pela degradação química na camada de cascalho, enquanto a sulfadiazina foi removida por uma combinação de degradação química e microbiana no solo misturada com camada de biochar. A tetraciclina foi removida principalmente por reações químicas com água (hidrólise) na camada de cascalho. Para Ibekwe, esses resultados mostram a importância do uso de camadas de materiais diferentes para atingir antibióticos diferentes, em vez de esperar que uma camada e o material sejam capazes de fazer o trabalho.
Aumentar o tempo que leva para o fluxo de água passar pela coluna também melhorou a eficiência de remoção, especialmente para amoxicilina e cefalexina. Nesse projeto, o efluente simulado entra na parte inferior da coluna para saturar a camada inferior e, em seguida, é bombeado para cima através da coluna para fluir pelo topo.
Uma versão ampliada em “tamanho real” do sistema de filtro dos pesquisadores, que poderia servir a uma estação de tratamento de águas residuais de uma cidade pequena, teria cerca de dois metros de altura e 50 centímetros de diâmetro, de acordo com Ashworth. O sistema é uma solução econômica e viável, uma vez que outros sistemas capazes de remover antibióticos de águas residuais existem, mas são caros ou requerem muito espaço.
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