Evaluation of Residual Antimicrobial Activity of Flumequine Solutions Subjected to Electrochemical and Photo-Electrochemical Processes

Abstract

EVALUATION OF RESIDUAL ANTIMICROBIAL ACTIVITY OF FLUMEQUINE SOLUTIONS SUBJECTED TO ELECTROCHEMICAL AND PHOTO-ELECTROCHEMICAL PROCESSES.Flumequine degradation by electrochemical and photoelectrochemical processes was evaluated in this study. The antimicrobial activity of the solutions subjected to the electrochemical processes was monitored during the assays. The experiments were carried out using DSA ® (dimensionally stable anode) electrode. The influence of current density was investigated for the 7.5 to 45 mA cm -2 range. The photo-electrochemical process was more efficient for degrading flumequine (85%) and reducing solution antimicrobial activity. For both processes, the residual antimicrobial activity decreased as flumequine degradation increased. The reaction intermediate m/z 244 (5-methyl-1-oxo-6,7-dihydro-1H,5H-pyrido[3,2,1-ij]quinoline-2-carboxylic acid) was identified.Keywords: advanced oxidation processes; degradation; fluoroquinolone. INTRODUÇÃOA presença de poluentes orgânicos emergentes em águas superficiais, esgoto municipal e, inclusive, em água potável clorada destinada ao abastecimento público tem sido relatada pela comunidade cientí-fica.1-3 Poluentes emergentes são definidos como compostos que não são usualmente monitorados ou que ainda não possuem legislação regulatória específica, mas que apresentam potencial risco à saúde humana e ao meio ambiente. 4 Dentre os principais riscos da presença de poluentes emergentes no ambiente destaca-se a preocupação com o desenvolvimento de bactérias resistentes. Bactérias expostas a resíduos de agentes antimicrobianos podem sofrer modificações em sua carga genética, elevando a resistência das mesmas em relação ao antimicrobiano as quais foram expostas.5 Esses compostos oferecem, inclusive, riscos para espécies não-alvo, por sua toxicidade, pela possibilidade de bioacumulação e por possíveis efeitos ecotoxicológicos ainda pouco conhecidos.Resíduos de fluoroquinolonas já foram detectados em efluentes hospitalares (44 μg L -1 ).5 A flumequina, que pertence à classe das fluoroquinolonas, tem sido utilizada na medicina veterinária para combater principalmente bactérias Gram-negativas, como por exemplo E. coli. Poucos são os trabalhos de monitoramento ambiental e estudos de degradação desse composto.Os processos oxidativos avançados (POA) têm sido reportados como métodos alternativos para a degradação de poluentes emergentes, dentre eles a flumequina.6-10 Os POA podem ser definidos como processos baseados na formação do radical hidroxila ( . Aproximadamente 23% e 37% da fluoroquinolona foi degradada em 60 min utilizando-se eletrodos de Pt e BDD, respectivamente, atingindo 90% e 97% em 360 min. Dos processos eletroquímicos, aqueles que empregam oxidação anódica são os mais comumente usados para a remoção de compostos orgânicos em baixas concentrações. Durante o processo, pode ocorrer a troca direta de elétrons entre o composto orgânico e a superfície do eletrodo e, também, a troca indireta, pela intermediação de espécies eletroativas oxidantes formadas no anodo...