Electron beam irradiation of pharmaceuticals aiming at toxicity reduction: a binary mixture of fluoxetine and propranolol

Abstract

Significant evidence is available in the literature justifying the search for treatment technologies or process combinations to improve the decomposition of dozens of pharmaceuticals in wastewater. Conventional processing techniques are insufficient in removal of the pharmaceuticals, for having resistant waste and low biodegradability. Electron beam irradiation (EBI) may play an important role in this context, and relatively low doses have been reported for such purposes. The objective of this study was to apply the process of irradiation with electron beam in order to reduce the toxic effects of fluoxetine, propranolol, and a binary mixture of these pharmaceuticals in aqueous solution. Ecotoxicological tests conducted in two model organisms, Daphnia similis microcrustacean, and Vibrio fischeri bacterium. It was observed that D. similis was more sensitive to the pharmaceuticals and binary mixture, when compared to V. fischeri. When EBI was applied, all doses showed significant reduction of toxicity for D. similis, and the opposite for V. fischeri, when only 5.0 kGy showed a significant reduced of toxicity for the pharmaceuticals and binary mixture. 5.0 kGy was the best removal efficiency for toxicity, approximately 80% for D. similis and 20% for V. fischeri.

Avaliação da toxicidade aguda e dos efeitos da irradiação com feixe de elétrons em misturas de compostos farmacêuticos

“…Em aplicações ambientais o acelerador de elétrons tem se mostrado a melhor opção entre os irradiadores, sendo desenvolvida como um tratamento avançado que pode ser aplicado como complemento ao tratamento de águas e efluentes (SILVA et al, 2016;TOMINAGA et al, 2018TOMINAGA et al, , 2021BORRELY et al, 2019;BOIANI et al, 2019BOIANI et al, , 2021.…”

“…Diversos autores obtiveram êxito na aplicação da radiação por feixe de elétrons no tratamento de esgotos domésticos e industriais, e também em substâncias isoladas ou em misturas. Esses autores sugerem ou obtiveram bons resultados com doses iguais ou menores a 5,0 kGy, para a redução da toxicidade das amostras estudadas (SILVA et al, 2016;TOMINAGA et al, 2018;2021;BORRELY et al, 2019;BOIANI et al, 2019BOIANI et al, , 2021.…”

“…Diversos autores obtiveram bons resultados com doses iguais ou menores que 5,0 kGy, na redução da toxicidade de amostras de fármacos (HOMLOK et al, 2011;SILVA et al, 2016;TEGSE, et al, 2018;TOMINAGA et al, 2018;2021;BOIANI et al, 2019BOIANI et al, , 2021. Os resultados destes estudos evidenciaram que o tratamento com radiação ionizante, combinado com o sistema convencional de tratamento de esgoto, pode melhorar consideravelmente a qualidade do efluente (TEGZE et al, 2018).…”