DETERMINAÇÃO DE FÁRMACOS NO RIO IGUAÇU

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1 DETERMINAÇÃO DE FÁRMACOS NO RIO IGUAÇU Franciane de Almeida Brehm 1 *;Tais Cristina Filippe 1 ;Júlio César Rodrigues de Azevedo 1,2 & Cristóvão Vicente Scapulatempo Fernandes 2 Resumo Apesar de a água ser um dos recursos de maior importância para a humanidade, sua qualidade vem sendo questionada. Muitas contaminantes, classificados como emergentes, tem sido detectados na faixa de ng L -1 a µg L -1 nos ambientes aquáticos, entre eles alguns fármacos, que mesmo nessas concentrações podem causar efeitos de toxicidade crônica aos organismos que ali vivem. O objetivo desse trabalho foi quantificar quatro fármacos, paracetamol, ibuprofeno, fenoprofeno e diclofenaco, nas águas do rio Iguaçu. Foram feitas três coletas de água, de julho de 2014 a março de 2015, em dez pontos do rio Iguaçu. Para extrair os contaminantes emergentes da água foi utilizado cartuchos HLB de extração em fase sólida e para a análise foi utilizada cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) com detector de arranjo de diodos (DAD). Apenas três fármacos foram detectados no rio Iguaçu. O paracetamol apresentou maior freqüência de detecção, 53,33 %, com concentrações de 116 a 4248 ng L -1. O diclofenaco e o ibuprofeno obtiveram as maiores concentrações quando encontrados, atingindo 7,552 ng L -1 e 6733 ng L -1, respectivamente. Os resultados comprovam a contaminação do rio por esses compostos emergentes provenientes principalmente de efluentes domésticos. Palavras-Chave Contaminantes emergentes. Rio Iguaçu. CLAE. DETERMINATION OF DRUGS IN IGUAÇU RIVER Abstract Although water is one of the humanity s most important resources, its quality has been questioned. Many contaminants, classified as emerging, have been detected in the aquatic environment, ranging from ng L -1 to µg L -1, including some drugs, which could cause chronic toxicity effects to organisms that live there, even in low concentrations. The aim of this study was to quantify four drugs, acetaminophen, ibuprofen, fenoprofen and diclofenac, in Iguaçu river s water. Were collected three water samples from July 2014 to March 2015 in ten Iguaçu river s points. A solid phase extraction cartridge, HLB, was used to extract the emerging contaminants from the water and a high-performance liquid chromatography (HPLC) with diode array detector (DAD) was used for analysis. Only three drugs were detected in Iguaçu river. Acetaminophen presented the highest frequency of detection, 53,33 %, with concentrations from 116 to 4248 ng L -1. When found, the diclofenac and ibuprofen obtained highest concentrations, reaching 7552 ng L -1 and 6733 ng L -1 respectively. The results prove the river is contaminated with emerging compounds, which are mainly from domestic effluents. Keywords Emerging contaminants. Iguaçu river. HPLC. INTRODUÇÃO 1 Universidade Tecnológica Federal do Paraná: fran_brehm90@hotmail.com 2 Universidade Tecnológica Federal do Paraná: jcrazevedo@hotmail.com XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1

2 A água é um dos recursos naturais de maior importância, pois é fundamental para algumas atividades humanas consideradas essenciais, tais como abastecimento público, agricultura, geração de energia e processos industriais. Entretanto, o uso abusivo desse recurso e o descaso com relação à disposição e tratamento dos efluentes gerados, têm sido as principais causas da degradação dos corpos aquáticos, porque depois de usada, a água nunca volta a sua origem com a mesma qualidade com que foi disponibilizada (Setti et al., 2001). Muitas das substâncias exógenas encontradas nos rios são estudadas há tempo, entretanto grande parte delas começou a ser estudada recentemente. Os chamados contaminantes emergentes tem sido o foco de muitas pesquisas, pois tratam de substâncias encontradas em concentrações na ordem de ng L -1 a μg L -1, que em alguns casos não foram ainda quantificadas, cuja descoberta tem causado preocupação, pois há suspeita de que eles provoquem efeitos nocivos crônicos a organismos mesmo quando presentes nessas concentrações (Ghiselli e Jardim, 2007; Richardson e Ternes, 2014). Dentre os contaminantes emergentes estão os medicamentos, que são produzidos em larga escala e a todo o momento toneladas deles são introduzidas no comércio farmacêutico. Segundo a Federação Nacional dos Farmacêuticos, FENAFAR (2015), o Brasil está entre os maiores consumidores de medicamentos do mundo, ocupou a sexta posição em 2013, com um faturamento na ordem de R$ 58 bilhões, e estima-se que alcançará a quarta posição até 2017, abaixo apenas dos Estados Unidos, Japão e China. Os fármacos estudados nesse trabalho são o paracetamol, ibubrofeno, fenoprofeno e diclofenaco, sendo que todos possuem algumas propriedades anti-inflamatórias. Por estarem presente em diversos medicamentos de uso comum, tais como remédios que combatem a cefaléia, as dores em geral e a gripe e por não necessitarem de prescrição médica, são amplamente consumidos pela população. E por não serem totalmente absorvidos e metabolizados e muitas vezes por serem descartados de maneira incorreta, acabam indo parar nos corpos hídricos (Bila e Dezotti, 2003). O objetivo desse trabalho foi aplicar uma metodologia validada utilizando extração em fase sólida e cromatografia líquida de alta eficiência para quantificar tais substâncias num dos rios mais importantes para abastecimentos público do Paraná, o rio Iguaçu. METODOLOGIA Área de estudo Foram realizadas três coletas, duas em 2014, nos meses de julho e outubro e uma em 2015, no mês de março. Cada coleta consistiu na amostragem de dez pontos do rio Iguaçu, sendo o primeiro coletado em União da Vitória (IG9), seguido por um em São Mateus do Sul (IG8), um em Porto Amazonas (IG7), um em Balsa Nova (IG6), dois em Araucária (IG5 e IG4), três em São José dos Pinhais (IG3, IG2A e IG2B, sendo esses dois últimos no mesmo local, porém em margens opostas do rio) e um em Piraquara (IG1), como pode ser visualizado na figura 1. A Bacia do Rio Iguaçu possui km 2, sendo que aproximadamente 55 mil km 2 dessa área encontram se no estado do Paraná, ocupando 28 % do estado. Suas nascentes são próximas a Serra do Mar. Foi escolhida para estudo, pois possui alta demanda de recursos hídricos, sendo responsável por 80,43 % da água destinada para abastecimento público do estado, por ser bastante populosa, com aproximadamente 4,5 bilhões de pessoas, sendo que 85,33% dessas estão concentradas nas cidades, principalmente em Curitiba e Região Metropolitana e por possuir baixa XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2

3 infra-estrutura de esgotos e drenagens, sendo esses os principais motivos da contaminação do rio Iguaçu (SEMA, 2010). Coleta das amostras Figura 1 - Localização dos pontos amostrados Fonte: Adaptado, SEMA (2010). Foram coletadas amostras de água em cada um dos dez pontos no rio Iguaçu. As amostras foram armazenadas em frascos 1 L de vidro âmbar, previamente limpos com extran 5 % (v/v), enxaguados e secos em estufa a 100 o C e em seguida descontaminados com uma mistura de solventes (metanol, acetona e hexano). Os frascos foram armazenados em caixas térmicas até a chegada no laboratório. Extração e quantificação As amostras foram todas filtradas com membranas de acetato de celulose de 0,45 µm, a fim de reter o máximo da matéria orgânica, e depois avolumadas para 1 L. As amostras foram acidificadas com HCl 6 mol L -1, até ph 3, e passadas por cartuchos Supel - Select HLB SPE de 12 ml, acoplados a um manifold conectado em uma bomba vácuo. Os cartucho de extração em fase sólida foram condicionados com 6 ml de hexano, 6 ml de acetona, 6 ml de metanol e 6 ml de água ultrapura, sendo os solventes todos de grau HPLC e a água produzida por um purificador Mili- -Q. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3

4 Depois de secos, os cartuchos foram eluídos para balões de fundo chato, com 6 ml de acetonitrila e 6 ml de acetona. Os extratos foram rotaevaporados, e depois reconstituídas com 1 ml de acetonitrila e sonicação, para então serem transferidas para vials e destinados para a análise cromatográfica. Dessa forma os analitos de interesse foram extraídos e concentrados 1000 vezes. A análise cromatográfica foi realizada utilizando um Cromatógrafo Líquido de Alta Eficiência (CLAE) da Agilent, modelo 1260, equipado com uma bomba quaternária de 600 bar, uma coluna de octadecilsilano (Eclipse Plus C18) com 5 µm de diâmetro de poro, 250 mm de comprimento e 4,6 mm de diâmetro interno e um detector com arranjo de diodos (DAD), modelo As condições cromatográficas aplicadas foram: eluição em modo isocrático, sendo que a fase móvel foi constituída de 70 % acetonitrila e 30 % água ultrapura, com ph ajustado para 3; vazão de 0,8 ml min -1 ; volume de injeção de 5 µl; e tempo de corrida de 9 min. As curvas analíticas foram feitas com padrão externo, e o método foi validado de acordo com as normas da Agência de Vigilância Sanitária (ANVISA), os dados referentes aos três fármacos estudados estão presentes na tabela 1. Tabela 1 Dados referente a validação da metodologia para a análise dos quatro fármacos Analito Inclinação Interseção r 2 LD (ng L -1 ) LQ (ng L -1 ) Comprimento de onda (µm) Tempo de retenção (min) Paracetamol 29,32 0,1533 0, ,04 Ibuprofeno 7,11 0,4038 0, ,92 Fenoprofeno 4,31 0,0318 0, ,06 Diclofenaco 11,95 0,3144 0, ,05 RESULTADOS E DISCUSSÕES Apenas três fármacos foram detectados nas águas do rio Iguaçu, o paracetamol, o ibuprofeno e o diclofenaco. A freqüência, em porcentagem, de detecção desses contaminantes pode ser observada na tabela 2. Tabela 2 - Frequência de detecção, em porcentagem (%), dos fármacos analisados, por ponto de coleta Fármacos Pontos amostrados IG1 IG2A IG2B IG3 IG4 IG5 IG6 IG7 IG8 IG9 Paracetamol 66,67 66,67 100,00 66,67 66,67 66,67 66,67 33, Ibuprofeno 33,33 33,33 33,33 33,33 33,33 33,33 33,33 33,33 33,33 33,33 Fenoprofeno Diclofenaco 0 33,33 33,33 33,33 33,33 33,33 33,33 33,33 33,33 33,33 O fenoprofeno não foi detectado em nenhuma coleta, pois não é muito usado no Brasil e a sensibilidade do método para este fármaco foi baixa. O diclofenaco e o ibuprofeno tiveram mesma porcentagem de detecção, 33,33 %, pois foram apenas encontrados na segunda coleta, em outubro de Sendo assim, o paracetamol foi o fármaco encontrado com maior freqüência, em 53,33 % das amostras, o que condiz com a realidade, uma vez que essa substância é o princípio ativo de remédios muito vendidos no Brasil, para cefaléia, alívio dos sintomas da gripe e da dengue. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4

5 Concentracão em (ng L-1) As concentrações em que o paracetamol foi encontrado variaram de 116 a 4248 ng L -1 (Figura 1). Alguns estudos alcançaram resultados na mesma ordem de grandeza, para condições semelhantes. Raimundo (2007) encontrou em períodos de estiagem 280 a ng L -1 de paracetamol em amostras do ribeirão Anhumas em São Paulo, utilizando extração em fase sólida com cartuchos HLB e análise por cromatografia líquida de alta eficiência IG1 IG2A IG2B IG3 IG4 IG5 IG6 IG7 IG8 IG9 Março 2014 Julho 2014 Outubro 2014 Março 2015 Figura 1 - Concentração de paracetamol obtida em cada ponto de amostragem nas três coletas As maiores concentrações encontradas para esse fármaco foram na região metropolitana de Curitiba, onde o consumo e descarte de medicamentos é maior, devido à maior densidade populacional. Sendo que o ponto que atingiu as maiores concentrações foi o IG2, a jusante da junção com o rio Atuba, onde se localiza a ETE Atuba-Sul. Kramer (2012) encontrou 33% e 66% de detecção de paracetamol em sedimento em dois pontos do rio Iguaçu, que correspondem ao ponto IG2 e IG3 respectivamente. O ponto IG3 localiza-se a jusante da entrada do rio Belém no rio Iguaçu e da ETE Padilha-Sul, sendo que o rio Belém é um rio com bastante antrópica, pois passa pelo centro da cidade de Curitiba. Esses fatos comprovam que mesmo o paracetamol apresentando alta biodegradabilidade, com remoção em torno de 95 %, a contribuição das estações de tratamento de esgoto ainda são significativas (Yamamoto, 2009). As concentrações obtidas para o diclofenaco e ibuprofeno estão representadas na figura 2. Considerando o rio como um todo, as concentrações obtidas foram semelhantes, variando de 924 a 7553 ng L -1 para o diclofenaco e de 322 a 6733 ng L -1 para o ibuprofeno. Assim como o paracetamol, esses dois fármacos apresentaram concentrações próximas a 4000 ng L -1 no ponto IG2. E o diclofenaco, por ser mais consumido que o ibuprofeno, apresentou uma distribuição ao longo dos pontos semelhante a do paracetamol, com picos de concentração nos pontos mais próximos de Curitiba, tendo como exceção os pontos IG8 e IG9, nos quais não se esperava encontrar concentrações mais altas que o IG2. Alguns trabalhos encontraram concentrações próximas para os mesmos analitos em rios diferentes. Ginebreda et al. (2010) coletaram amostras durante o período de junho de 2005 até maio de 2006 e utilizaram extração em fase sólida com cartucho HLB e quantificação por cromatografia líquida com detector de massa in tandem. Os resultados que obtiveram foi de 160 a 9890 ng L -1 para o ibuprofeno e de 80 a ng L -1 para o diclofenaco, no rio Llobregat, na Espanha. Osorio, et al. (2012), utilizando uma metodologia bem semelhante, no mesmo rio, mas em época diferente (outubro de 2009 a julho de 2010) encontraram para o diclofenaco concentrações variando de 0,4 a 785,9 ng L -1 e para o ibuprofeno valores de 2,7 a 868 ng L -1. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5

6 Concentrcão em (ng L-1) IG1 IG2A IG2B IG3 IG4 IG5 IG6 IG7 IG8 IG9 Ibuprofeno Diclofenaco Figura 2 - Concentrações de ibuprofeno e diclofenaco obtidas em cada ponto de amostragem na segunda coleta CONCLUSÕES O consumo intenso de fármacos como paracetamol, ibuprofeno e diclofenaco estão se refletindo nos ambientes aquáticos. Apesar das concentrações encontradas no rio Iguaçu não passarem de 8,0 µg L -1, o que pode parecer pouco, a exposição prolongada em baixas concentrações pode ser tóxica em longo prazo, caracterizando uma intoxicação crônica. Com base nos resultados obtidos e nos dados levantados, pode-se concluir que a variação sazonal, diferenças de metodologia, épocas diferentes, localização dos pontos podem influenciar muito nos resultados, e que para uma avaliação mais detalhada mais estudos, envolvendo outras coletas, por um período maior de tempo, levando em conta dados pluviométricos terão que ser feitas. Se tratando de compostos emergentes, encontrados em baixas concentrações e pouco estudados por falta de metodologias capazes de quantificar substâncias em nível traço, há necessidade de pesquisa na área, a fim de desenvolver métodos sensíveis e capazes de quantificar essas substancias com confiabilidade. Com a finalidade de estudar os efeitos que essas concentrações podem vir a causar nos organismos e desenvolver métodos viáveis economicamente capazes de degradar essas substâncias. REFERÊNCIAS BILA, D. M.; DEZOTTI, M. (2003). Fármacos no meio ambiente. Química Nova, 26 (4), pp FEDERAÇÃO NACIONAL DOS FARMACÊUTICOS, FENAFAR. (2015). O Consumo de Medicamentos no Brasil - a tênue linha entre o remédio e o veneno, por Rilke Novato. Disponível em: Acesso em 13 de maio de GHISELLI, G.; JARDIM, W. F. (2007). Interferentes endócrinos no ambiente. Química Nova, 30 (3), pp XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6

7 GINEBREDA, A.; MUÑOZ, I.;ALDA, M. L.; BRIX, R.;LÓPEZ-DOVAL, J.; BARCELÓ, D. (2010). Environmental risk assesment of PhACs in rivers: relationships between hazard indexes and aquatic macroinvertebrate diversity indexes in the Llobregat River (NE Spain). Environment International, 36, pp KRAMER, R. D. (2012). Bacia Hidrográfica do Alto Iguaçu: caracterização física e química e determinação de diclofenaco, ibuprofeno e paracetamol. 121 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental). Proprama de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, OSORIO, V.; MARCÉ, R; PÉREZA, S.; GINEBREDA, A.; CORTINA, J. L.; BARCELÓ, D. (2012). Occurrence and modeling of pharmaceuticals on a sewage-impacted Mediterranean river and their dynamics under different hydrological conditions. Science of The Total Environment, 440, pp RAIMUNDO, C. C. M. (2007). Ocorrência de interferentes endócrinos e produtos farmacêuticos nas águas superficiais da bacia do rio Atibaia. 126f. Dissertação (Mestrado em Química Analítica). Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, RICHARDSON, S. D.; TERNES, T. A. (2014). Water Analysis: Emerging Contaminants and Current Issues. Analytical Chemistry, 86, pp SECRETARIA DE ESTADO DE MEIO AMBIENTE, SEMA. (2010). Bacias Hidrográficas do Paraná: série histórica. Curitiba. Disponível em: df.acesso em: 06 de maio de SETTI, A. A.; LIMA, J. E. F. W.; CHAVES, A. G. de M.; PEREIRA, I. C. (2001). Introdução ao Gerenciamento de Recursos Hídricos. Agência Nacional de Energia Elétrica. Agências Nacionaisde Águas, Brasília, 207 p. YAMAMOTO, H.; NAKAMURA, Y.; MORIGUCHI, S.; NAKAMURA, Y.; HONDA, Y.; TAMURA, I.; HIRATA, Y.; HAYASHI, A.; SEKIZAWA, J. (2009). Persistence and partitioning of eight selected pharmaceuticals in the aquatic environment: Laboratory photolysis, biodegradation, and sorption experiments. Water Research, 43 (2), pp XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 7