بررسی کارایی نانو ذره آهن صفر(nZVI) و ازن درحذف آنتی بیوتیک پنی سیلین جی از محیط های آبی

Survey of efficiency of nano particles Zero Valent Iron and Ozone in Removal of Penicillin G Antibiotic from Aqueous Environments


چاپ صفحه 		پژوهان
صفحه نخست سامانه		 مجری و همکاران
مجری و همکاران		 اطلاعات تفضیلی
اطلاعات تفضیلی		 دانلود
دانلود 		علوم پزشکی زاهدان
علوم پزشکی زاهدان

مجریان: ادریس بذرافشان فدافن , مصطفی سبحانی کیا

کلمات کلیدی:

اطلاعات کلی طرح
hide/show

کد طرح 7178
عنوان فارسی طرح بررسی کارایی نانو ذره آهن صفر(nZVI) و ازن درحذف آنتی بیوتیک پنی سیلین جی از محیط های آبی
عنوان لاتین طرح Survey of efficiency of nano particles Zero Valent Iron and Ozone in Removal of Penicillin G Antibiotic from Aqueous Environments
نوع طرح کاربردی
محل اجرای طرح دانشکده بهداشت
رسته مطالعاتی تجربی- آزمایشگاهی
دانشکده/مرکز دانشکده بهداشت زاهدان
زمان اجرا -روز 180

اطلاعات مجری و همکاران
hide/show

نام و نام‌خانوادگی سمت در طرح نوع همکاری درجه‌تحصیلی پست الکترونیک
ادریس بذرافشان فدافناستاد راهنمای اول پایان نامه دانشجویی دکترای تخصصی ed_bazrafshan@yahoo.com
حسین کمانیمشاور دکترای تخصصی hossein_kamani@yahoo.com
مصطفی سبحانی کیامجریاجراء طرحکارشناس ارشدmostafa.sobhanikia@yahoo.com

اطلاعات تفضیلی
hide/show

عنوان متن
خلاصه طرح به فارسی بررسی کارایی نانو ذره آهن صفر(nZVI) و ازن درحذف آنتی بیوتیک پنی سیلین جی از محیط های آبی
خلاصه طرح به لاتینSurvey of efficiency of nano particles Zero Valent Iron and Ozone in Removal of Penicillin G Antibiotic from Aqueous Environments
محل اول بکارگیری نتایج تحقیق
بيان مسئله تحقيق/اهمیت پژوهشاثر فاضلاب داروسازی بر محیط زیست تفاوتی بادیگر مواد شیمیایی مانند آفت کش ها و علف کش ها ندارد، مدت زمانی است که اثرات سوء آنها بر محیط زیست آشکار شده است. در باره اثر، سرنوشت و آسیب های داروهای شیمایی بر انسان و محیط اطلاعات در حال جمع آوری می باشد. با وجود این مطالعات اخیر نشان داده است که مقدار این ترکیبات و متابولیت های آنها در زمین های زهکشی و محلهای دفع مواد زائد برای محیط زیست نامناسب می باشند. داروهای شیمایی می تواند از دو طریق وارد محیط های آبی شوند.1- فاضلاب کارخانه های داروسازی که در مراحل مختلف پروسه دارو سازی تولید می شود 2- مصرف کننده نهایی که به دوصورت متابولیکی (ادرار و مدفوع انسان، حیوان) یا غیر متابولیکی(تخلیه باقمانده دارو) به فاضلاب وارد گردد(1). حدود 10 درصد از میزان مصرف مواد دارویی در بدن تجزیه می شود و بقیه بدون هیچ تغییری از بدن انسان دفع می گردد(2, 3).
در حال حاضر میزان مصرف سالیانه آنتی بیوتیک ها در جهان حدود 100 تا 200 هزار تن در سال برآورد می شود(4). مطالعات اخیر نشان داده که آنتی بیوتیک ها در آب های سطحی و پساب خروجی از تصفیه خانه های فاضلاب وجود دارد(5, 6). نتایج نشان می دهد که آنتی بیوتیک ها نمی توانند بطور کامل در طی تصفیه بیولوژیکی فاضلاب حذف شوند.(7) آنتی بیوتیک ها در عمل غیر قابل تجزیه بیولوژیکی می باشند و ماندگاری و مقاومت زیادی در برابر تجزیه در فاضلاب تصفیه شده را دارند که دوام این ترکیبات در محیط منجر به جذب بیولوژیکی آنها در محیط توسط جانداران می گردد.(8)آنتی بیوتیک ها در غلظت های بالا(میلی گرم در لیتر) در فاضلاب بیمارستان ها،غلظت های پایین تر (میکرو گرم در لیتر) در فاضلاب شهری و در غلظت های خیلی کمتر (نانو گرم در لیتر) در آب های سطحی شناسایی شده اند(9-11).
آنتی بیوتیک ها نمی توانند بطور موثر بوسیله تصفیه متداول فاضلاب ، بیوفیلتراسیون، جذب بوسیله کربن فعال و اسمز معکوس حذف شوند(12, 13). این روش ها تنها می توانند آلاینده ها را از یک فاز به فاز دیگر انتقال دهند(14, 15). زمانی که این آنتی بیوتیک ها به فاضلاب و منابع آب آشامیدنی وارد می شوند بدلیل اینکه مدت زمان زیادی بدون تغییر در محیط می مانند، می توانند موجب مقاومت میکروبی برخی پاتوژن ها و یا از بین رفتن اجتماع میکروبی دخیل در تصفیه فاضلاب و بهم خوردن سیکل بیولوژیکی تصفیه فاضلاب شوند(16). باکتری های مقاوم شده به آنتی بیوتیکها ممکن است از طریق محصولات کشاورزی(دامی،گیاهی) به انسان انتقال یابند و سبب بیماری هایی گردند که با استفاده از آنتی بیوتیک های رایج نتوان آنها را درمان کرد، در نتیجه نیاز به کاربرد و کشف آنتی بیوتیک های قویتر می باشد که بدنبال آن موجب صرف هزینه و زمان می گردد. بهر حال حضور آنتی بیوتیک ها در سیستم های طبیعی می توانند باعث مقاومت های باکتریایی گردد(5) بنابراین حذف آنتی بیوتیک ها از فاضلاب قبل از تخلیه به پروسه تصفیه طبیعی و سیستم آب بسیار مهم است(7).
فرمولاسیون فاضلاب تولیدی حاوی آنتی بیوتیک ها شامل pH طبیعی(8-6)،COD متوسط (2000-200 میلی گرم در لیتر)، BOD پایین (100-0 میلی گرم در لیتر)، جامدات معلق فرار(VSS) پایین(400-100میلی گرم در لیتر) می باشد(17).
بیش از 20 کشور حدود 11 هزار تن پنی سیلین سالانه تولید می نمایند.(18) ایران در ردیف 20 کشور اول مصرف کننده آنتی بیوتیک قرار دارد و پنی سیلین جی یکی از پرمصرف ترین آنها در این کشور ها است(9).
پنی سیلین جی )بنزیل پنی سیلین(آنتی بیوتیک رایجی است که با فرمول شیمیایی (C16H17KN2O4S) وزن مولکولی 372.48 گرم بر مول که برای درمان انواع مختلف بیماری های عفونی کاربرد دارد. این آنتی بیوتیک محلول در آب می باشد. مکانیسم عمل آن تخریب دیواره باکتری ها با جلوگیری از تولید پپتیدوگلیسین سلول می باشد(19). پنیسیلین جی از 6-آمینو پنی سیلین اسید بعنوان هسته و یک زنجیر بنزیل تشکیل شده است. این آنتی بیوتیک شامل یک حلقه بتا لاکتام(b-lactam) می باشد که نسبت به pH،گرما و آنزیم بتا لاکتام خیلی حساس می باشد(20)
غلظت پنی سیلین جی در فاضلاب خام و تصفیه شده بترتیب در حدود 153 و 1.68 میلی گرم در لیتر اندازه گیری شده است، بنابراین قسمتی از پنی سیلین جی از واحد های تصفیه بی هوازی و هوازی تصفیه خانه عبور کرده اند(21).
پیش تصفیه جریان حاوی پنی سیلین به روش اکسیداسیون پیشرفته بر پایه O3 و H2O2/O3قبل از تصفیه بیولوژیکی به روش لجن فعال بدلیل بازده حذف پایین در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب به روش لجن فعال ایجاد اختلال نموده است(17). گزینه گوناگونی برای حذف ترکیبات دارویی از آب در مقالات ذکر شده است(22). این گزینه ها شامل اسمز معکوس(23) جذب روی کربن فعال(24) ازن زنی(25) سیستم های اکسیداسیون پیشرفته مانند فنتون یا فتو فنتون(26) اولتراسونیک(27) پیش اکسیداسیون همراه با لامپ uv (28) فتو کاتالیز همراه با TiO2 می باشد(29) .
کاربرد سیستم های اکسیداسیون پیشرفته مانند ازن زنی مقدار آموکسی سیلین را در آب کاهش داده است(30). در مطالعاتی که بر روی تجزیه پذیری آنتی بیوتیک مترونیدازول به روش اکسیداسیون فتو شیمیایی صورت گرفت، نشان داد که حذف مترونیدازول ناچیز بوده است. (31).
مطالعات نشان داده است که کاربرد فلزات با ظرفیت صفر مانند Fe0) ، Al0 ،Zn0 ،Sn0) برای حذف آلاینده ها ی آب و فاضلاب بسیار موثر می باشند و می توانند با دادن الکترون اکسید شده و باعث احیای آلاینده ها و تبدیل آنها به محصولات کم خطرتر یا حذف آنها شوند.(32)
آهن با ظرفیت صفر(nZVI) به دلیل فراوانی، ارزانی و غیرسمی بودن، واکنش سریع و توانایی و بازده بالا در تجزیه آلاینده هادر اولویت قرار دارد .چون واکنش های آهن صفر فرآیندهایی هستند که به مقدار سطح بستگی دارند، هر چه اندازه ذره کوچک تر در نتیجه سطح مقطع کل بزرگ تر می شود، آهنگ واکنش این ذرات نیز افزایش می یابد. آهنگ واکنش نانو ذرات آهن 500 تا 1000 برابر بیشتر از پودر آن است(33). نانو ذره آهن صفر درجه با مشخصاتی شامل اندازه ذرات 18-8 نانومتر، در صد خلوص 65 % ، مساحت سطح مخصوص m2/g 79-59،رنگ سیاه وشکل کروی است.(4)
در سال های اخیر نانو ذره آهن صفر درجه بخاطر درصد حذف بالای آلاینده هایی مانند فلزات سنگین(34-38) مواد آلی کلرینه شده(39-41) ترکیبات نیتروآروماتیک(42, 43) پلی برومینات دی فنیل اتر(44, 45) نیترات(46, 47) حشره کش ها(48, 49) و رنگ ها(50, 51) مورد توجه زیادی قرار گرفته است. نانو ذارت آهن صفر بخاطر اندازه کوچک ذرات، مساحت سطح مخصوص بالا، دانسیته بالا و واکنش پذیری بالای طبیعی سایت های سطحی فعال دارای این امتیاز برجسته می باشند که در آلودگی زدایی از محیط کاربرد بالایی داشته باشند.(52, 53).
اکسیداسیون شیمیایی خصوصاً ازن زنی یکی از شناخته شده ترین روش های موثر برای حذف مواد شیمیایی مقاوم به تجزیه و ترکیبات سمی به عنوان مثال آنتی بیوتیک ها از آب و فاضلاب می باشد(54-56). ازن زنی اغلب برای گندزدایی ،اکسیداسیون نهایی، سم زدایی و تجزیه اغلب ترکیبات آلی درپیش تصفیه کاربرد دارد(17). کاربرد ازن در تصفیه فاضلاب شهری در مقیاس آزمایشگاه نشان داده است که حدو 90 تا 99 درصد از مواد آرایشی و بهداشتی را اکسید نموده است.(57) بخاطر قدرت اکسید کنندگی بالای ازن ، این روش کاربرد وسیعی در تصفیه خانه های آب بعنوان گندزایی، حذف رنگ، کنترل طعم وبو، کاهش محصولات جانبی حاصل از گندزذایی و باعث افزایش تجزیه پذیری بسیاری از آلاینده های آلی می گردد. برای تولید 1 کیلوگرم ازن حدود 20 کیلو وات بر ساعت انرژی الکتریکی نیاز است. ازن به دو طریق با آلاینده های آلی واکنش نشان می دهد ، حالت اول ازن مستقیما با ماده آلی واکنش نشان داده و در حالت دوم با افزایش رادیکال های آزاد (مانند رادیکال هیدروکسیل OH*) که با تجزیه ازن تولید می شود. نرخ تشکیل رادیکال هیدروکسیل به خصوصیات آب مانند pH ، قلیائیت و نوع وتماس مواد آلی طبیعی بستگی دارد(58). واکنش های ازن مولکولی به طور انتخابی با باند های غیر اشباع، ترکیبات آروماتیک و گروه های آمینی می باشد در حالیکه واکنش با رادیکال های هیدروکسیل سریعتر و غیر انتخابی می باشد.(59)
در ازن زنی محلول حاوی پنی سیلین جی بهینه فاکتور هایی مانند pH ، COD ورودی و نرخ تولید ازن بدست می آید. در مطالعه ای که آلاتون بر روی حذف پنی سیلین جی با استفاده از ازن انجام داده مشخص نمود که در دوز اقتصادی ازن تنها قسمتی از COD و TOC حذف می شود. البته برای حذف بیشتر پنیسیلین جی نیاز به pH و دوز بالای ازن می باشد (60).
هدف این پژوهش بررسی کارایی نانو ذره آهن صفر(nZVI) و ازن درحذف پنی سیلین جی از محیط های آبی می باشد.
مشکل جاری که سیاست گزار با آن مواجه است کدام است؟
روش های موجود کدامها هستند؟
پیشنهاد اول نحوه کاربرد
محل دوم بکارگیری نتایج تحقیق
سوالات و / یا فرضیات پژوهش1- تغییرات درصد حذف پنی سیلین جی، COD و TOC با کاربرد نانو ذره آهن در pH های مختلف از محلول های آبی چقدر است؟
2- تغییرات درصد حذف پنی سیلین جی، COD و TOC با کاربرد نانو ذره آهن در زمان های مختلف از محلول های آبی چقدر است؟
3-تغییرات درصد حذف پنی سیلین جی، COD و TOC با کاربرد نانو ذره آهن در غلظت های مختلف پنی-سیلین جی از محلول های آبی چقدر است؟
4- تغییرات درصد حذف پنی سیلین جی، COD و TOC درغلظت های مختلف نانو ذره آهن از محلول های آبی چقدر است؟
5- تغییرات درصد حذف پنی سیلین جی، COD و TOC با کاربرد ازن در pH های مختلف از محلول های آبی چقدر است؟
6- تغییرات درصد حذف پنی سیلین جی، COD و TOC با کاربرد ازن در زمان های مختلف از محلول های آبی چقدر است؟
7- درصد حذف پنی سیلین جی، COD و TOC در شرایط بهینه از فاضلاب بیمارستانی حاوی آنتی بیوتیک پنی سیلین چقدر است؟
هدف کلی طرحتعیین کارایی نانو ذره آهن صفر(nZVI) و ازن درحذف پنی سیلین جی از محیط های آبی
منافع و مضرات روشهای موجود کدامند؟
چرا پیام تحقیق شما حلال مشکل جاری است؟
اهداف اختصاصی1- تعیین تغییرات درصد حذف پنی سیلین جی، COD و TOC با کاربرد نانو ذره آهن در pH های مختلف از محلول های آبی
2- تعیین تغییرات درصد حذف پنی سیلین جی، COD و TOC با کاربرد نانو ذره آهن در زمان های مختلف از محلول های آبی
3- تعیین تغییرات درصد حذف پنی سیلین جی، COD و TOC با کاربرد نانو ذره آهن در غلظت های مختلف پنی سیلین جی از محلول های آبی
4- تعیین تغییرات درصد حذف پنی سیلین جی، COD و TOC درغلظت های مختلف نانو ذره آهن از محلول های آبی
5-تعیین تغییرات درصد حذف پنی سیلین جی، COD و TOC با کاربرد ازن در pH های مختلف از محلول های آبی
6- تعیین تغییرات درصد حذف پنی سیلین جی، COD و TOC با کاربرد ازن در زمان های مختلف از محلول های آبی
7- تعیین درصد حذف پنی سیلین جی، COD و TOC در شرایط بهینه از فاضلاب بیمارستانی حاوی آنتی بیوتیک پنی سیلین جی
پیشنهاد دوم نحوه کاربرد
محل سوم بکارگیری نتایج تحقیق
سازمانها، مراکز و موسسات و سایر بهره برداران بالقوه دستاوردهای طرحوزارت نیرو، شرکت آب و فاضلاب، شرکت های دارو سازی ، محیط زیست
پیام تحقیق شما چه منافعی از نظر هزینه، کارایی و بهره وری برای مدیر دارد؟
برای اجرای راه حل پیشنهادی شما چه موانع و حمایتهایی وجود دارند؟
تعریف واژه های تخصصینانو ذره آهن صفر درجه (34): عنصر آهن با ظرفیت صفر در اندازه نانو برای حذف آلاینده های آب و فاضلاب بسیار موثر می باشند و می توانند با دادن الکترون اکسید شده و باعث احیای آلاینده ها و تبدیل آنها به محصولات کم خطرتر یا حذف آنها شوند.
آنتی بیوتیک (1):ماده ای شیمیایی است که جانداران ذره بینی یا میکروب ها مانند باکتری،قارچ یا آغازی (پروتوزوآ) را از بین می برد یا رشد آنها را متوقف می کند.
پنی‌سیلین جی (19):گروهی از داروهای آنتی‌بیوتیک هستند که در برابر ارگانیسم‌های آسیب‌پذیر به خصوص باکتری‌های گرم مثبت به کار می‌روند که در آزمایشگاه با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتری اندازه گیری می شود.
اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (8): مقداراکسیژن مورد نیاز برای تجزیه مواد آلی غیرقابل تجزیه و قابل تجزیه بیولوژیکی در محلول های آبی که در آزمایشگاه با استفاده از روش ذکر شده در کتاب استاندارد متد اندازه گیری می شود.
کل کربن آلی (61): مقدار کل کربن آلی موجود در محلول های آبی که در آزمایشگاه توسط دستگاه TOCمتر اندازه گیری می شود.

پیشنهاد سوم نحوه کاربرد
محل چهارم بکارگیری نتایج تحقیق
نوع مطالعهتجربی -آزمایشگاهی
جامعه مورد مطالعه(معرفی مشارکت کنندگان)/ محیط پژوهش(معیارهای ورود و خروج ذکر شوند)محلول های سنتتیک حاوی غلظت های مختلف آنتی بیوتیک پنی سیلین جی در آزمایشگاه
پیشنهاد چهارم نحوه کاربرد
حجم نمونه و روش محاسبه آنبا توجه به اینکه آزمایش از طریق یافتن بهینه ترین نقطه هریک از متغییر ها پیش میرود، در نتیجه تعداد آزمایشات به شرح زیر است.
ردیف نام آزمایش گستره ی مورد آزمایش تعداد دفعات آزمایش حجم مورد نیاز
1 زمان واکنش نانوذره با
پنی سیلین (10 ،30 ،60 ،90، 120) دقیقه 15 1
2 pH در فرآیند نانوذرات 3 ،5 ، 7، 9، 11 15 5
3 pH در فرآیند ازن زنی 3 ،5 ، 7، 9، 11 15 5
4 غلظت نانو ذره آهن صفر درجه 5/. ،1 ،5/1 ،2
میلی گرم در لیتر 12 4
5 غلظت پنی سیلین جی ( 5/. ، 1 ، 3 ، 5 ، 10) میلی گرم بر لیتر 15 4
6 زمان واکنش ازن با پنی سیلین (5 ،10 ،15 ،20، 25) دقیقه 15 1
مجموع 87 20
برای افزایش ضریب اطمینان، به تعداد آزمایشات 5% افزوده خواهد شد.
(5%×87)+87 = تعداد آزمایش=35/91= 92
روش نمونه گیری(نحوه تخصیص تصادفی و همسانسازی در صورت لزوم ذکر شود)
روش و ابزار جمع آوري داده ها / صحت و استحکام داده ها (پرسشنامه یا فرم اطلاعاتی ضمیمه شود)داده های مورد مطالعه از روش مشاهده و ثبت در فرم های اطلاعاتی مربوطه جمع آوری می گردد.
روش اجرای طرح(با جزئیات بطور کامل شرح داده شود)این مطالعه یک مطالعه تجربی می باشد که به صورت سیستم ناپیوسته انجام می گیرد. در این مطالعه پنی سیلین جی نمک سدیم(Penicillin G sodium salt) محصول شرکت Sigma-Aldrich برای تهیه نمونه ها و بقیه مواد مورد استفاده در این مطالعه از شرکت مرک آلمان تهیه خواهد شد. جهت انجام این مطالعه ابتدا محلول ذخیره مادر 100 میلی گرم در لیتر از پنی سیلین جی تهیه می گردد و سپس برای تهیه غلظت های مورد نیاز نمونه ها ، محلول مادر را با آب مقطر دوبار تقطیر شده رقیق می نماییم. جهت اندازه گیری مقدار پنی سیلین جی با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتری uv/visible مدل DR5000 طول موج حداکثر جذب پنی سیلین جی در محدوده 320 تا 450 نانو متر تعیین خواهد شد. همچنین برای تعیین مقدار COD و TOCتولید شده از محلول حاوی پنی سیلین جی از روش ذکر شده در کتاب استاندارد متد و دستگاه اسپکتروفتومتر DR5000 و دستگاه TOC متراستفاده خواهیم نمود. در این مطالعه نانو ذره آهن صفر درجه از پژهشگاه صنعت نفت تهیه خواهد گردید.
باتوجه به غلظت های مورد نظر پنی سیلین جی ، مقدار COD وTOC هر غلظت را برای مشخص نمودن غلظت ورودی COD و TOC اندازه گیری می نماییم.
در مرحله اول جهت تعیین pH بهینه، نمونه های مورد نظر به حجم 100 میلی متر را با استفاده از محلول سود(NaOH) 1/. نرمال و اسید کلریدریک (HCl) 1/0 نرمال و دستگاه pH متر در pH های 3،5،7،9،11 تنظیم می نماییم و فاکتور های دیگر مانند مقدار نانو ذره(mg/l 1) ، مقدار پنی سیلین جی (mg/l 1) ، زمان 30 دقیقه را ثابت درنظر می گیریم. نمونه های را روی همزن های مغناطیسی به مدت زمان ثابت در نظر گرفته شده (30 دقیقه) با دور بالا قرار می دهیم و پس از گذشت مدت زمان مورد نظر نمونه ها را با استفاده از تجهیزات صاف سازی که شامل پمپ خلا، ارلن بوخنر به همراه نگه دارنده صافی می باشد صاف می نماییم. و در نهایت نمونه صاف شده را با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتری در طول موج 320 تا 450 نانومتر میزان جذب پنی سیلین جی را اندازه گیری می نماییم و سپس مقدار COD و TOC خروجی را با استفاده از دستگاه های ذکر شده اندازه گیری می نماییم و مقدار COD و TOC را برای تمام مراحل آزمایش که حاوی نمونه حذف شده است انجام می دهیم. در مرحله بعد برای تعیین مقدار بهینه نانو ذره، مقدارهای5/. ،1 ،5/1 ،2 میلی گرم از نانو ذره را متغییر و pH بهینه بدست آمده ، مقدار پنی سیلین جی (mg/l 1) ، زمان (30 دقیقه) را ثابت درنظر می گیریم و میزان جذب نمونه های صاف شده را بادستگاه اسپکترفتو متر بدست می آوریم. بدین طریق مقدار بهینه نانو ذره را تعیین می نماییم. جهت تعیین غلظت بهینه پنی سیلین جی ، نیز مانند قبل عمل می نماییم یعنی غلظت های ( mg/l5/. ، 1 ، 10 ، 50) پنی سیلین جی را متغییر در نظر گرفته و pH بهینه بدست آمده ، مقدار بهینه نانو ذره بدست آمده و زمان (30 دقیقه) را ثابت در نظر می گیریم و پس از اندازه گیری میزان جذب توسط دستگاه اسپکتروفتو متر، غلظت بهینه پنی سیلین جی بدست می آید. در نهایت میزان فاکتور های بهینه بدست آمده را ثابت و مدت زمان های 10 ،30 ،60 ،90، 120 دقیقه را متغییر در نظر می گیریم تا اینکه مدت زمان بهینه حذف نیز بدست آید.
در مرحله ازن زنی از دستگاه ازن ساز ساخت شرکت ازن ساز پاسارگاد با دبی تولیدی ازن 5 گرم در ساعت (08/0 گرم در دقیقه) استفاده می نماییم. مقدار ازن وروردی و خروجی(واکنش نداده با محلول که از بالای راکتور جمع آوری می شود) با استفاده از روش یدومتری (آزمایش شماره 2350E کتاب استاندارد متد)محاسبه می نماییم.
حجم 250 میلی لیتر از محلول با مشخصات pHهای متغییر ، مقدار نانوذره و غلظت پنی سیلین جی بهینه بدست آمده از مراحل قبل را تهیه می نماییم و این محلول را در مدت زمان ثابت 30 دقیقه در دستگاه ازن ساز جهت ازن زنی قرار می دهیم .از راکتور ازن ساز مقداری جهت اندازه گیری میزان جذب توسط دستگاه اسپکتروفتومتر برداشته و در نهایت pH بهینه محلول با ازن بدست می آید.در مرحله بعد برای بدست آوردن زمان بهینه تمام متغییر های بهینه را ثابت در نظر می گیریم و مدت زمان را 10 ،30 ،60 ،90، 120 دقیقه فرض می نماییم و در نهایت مقدار پنی سیلین حذف شده ، COD و TOC را اندازه گیری می نماییم.
بدلیل اینکه نانو ذره آهن صفر در معرض هوا به سرعت اکسید می شود برای جلوگیری از این اتفاق تمام واکنش های نانوذره آهن صفر درجه باید در محیط بدون اکسیژن صورت گیرد. برای ایجاد شرایط بدون اکسیژن یک محفظه شیشه ای به نام دستکش باکس (گلاوباکس) نیاز است که درون آنرا گاز بی اثر نیتروژن پر می نماییم . تمام دستگاه ها مانند همزن مغناطیسی و ترازوی دیجیتال را درون محفظه شیشه ای قرار می گیرد.
روش تجزیه، تحليل و توصیف داده‌ها (نمونه‌اي از جدول توخالي ضميمه شود و روش هاي آماري مورد استفاده به طور كامل توضيح داده شود)(کیفی و کمی)داده های بدست آمده از آزمایشات با استفاده از فرمول درصد حذف ،درصد گیری می شود و نمودار های مربوطه نیز با نرم افزار Excel ورژن 2013 رسم می گردد.
100]×مقدار اولیه /(مقدار بدست آمده پس از واکنش – مقدار اولیه)] = درصد حذف
ملاحظات اخلاقی ندارد
محدودیتهای اجرائی طرح و پیش بینی جهت حل آنهاندارد
کلمات کلیدینانو ذره ، نانو ذره آهن صفر ، ازن، پنی سیلین جی

Nano particales , Nano particales zero valent iron, ozon, penicillin G

فهرست منابع و مراجع1. Aksu Z, Tunç Ö. Application of biosorption for penicillin G removal: comparison with activated carbon. Process Biochemistry. 2005;40(2):831-47.
2. Kulik N, Trapido M, Goi A, Veressinina Y, Munter R. Combined chemical treatment of pharmaceutical effluents from medical ointment production. Chemosphere. 2008;70(8):1525-31.
3. Arslan-Alaton I, Gurses F. Photo-Fenton-like and photo-fenton-like oxidation of Procaine Penicillin G formulation effluent. Journal of photochemistry and photobiology A: Chemistry. 2004;165(1):165-75.
4. Dehghani M, Nasseri S, Ahmadi M, Samaei MR, Anushiravani A. Removal of penicillin G from aqueous phase by Fe-TiO2/UV-A process. Journal of Environmental Health. 2014;12:56.
5. Hirsch R, Ternes T, Haberer K, Kratz K-L. Occurrence of antibiotics in the aquatic environment. Science of The Total Environment. 1999;225(1–2):109-18.
6. Kümmerer K. Drugs in the environment: emission of drugs, diagnostic aids and disinfectants into wastewater by hospitals in relation to other sources–a review. Chemosphere. 2001;45(6):957-69.
7. Balcioglu IA, Ötker M. Pre-Treatment of Antibiotic Formulation Wastewater by O 3/h 2 O 2, and O 3/UV Processes. Turkish Journal of Engineering & Environmental Sciences. 2004;28(5).
8. Alaton IA, Dogruel S, Baykal E, Gerone G. Combined chemical and biological oxidation of penicillin formulation effluent. Journal of Environmental Management. 2004;73(2):155-63.
9. Brown KD, Kulis J, Thomson B, Chapman TH, Mawhinney DB. Occurrence of antibiotics in hospital, residential, and dairy effluent, municipal wastewater, and the Rio Grande in New Mexico. Science of the Total Environment. 2006;366(2):772-83.
10. Kim S-C, Carlson K. Temporal and spatial trends in the occurrence of human and veterinary antibiotics in aqueous and river sediment matrices. Environmental science & technology. 2007;41(1):50-7.
11. Ferdig M, Kaleta A, Buchberger W. Improved liquid chromatographic determination of nine currently used (fluoro) quinolones with fluorescence and mass spectrometric detection for environmental samples. Journal of separation science. 2005;28(13):1448-56.
12. Daghrir R, Drogui P, Ka I, El Khakani MA. Photoelectrocatalytic degradation of chlortetracycline using Ti/TiO< sub> 2 nanostructured electrodes deposited by means of a Pulsed Laser Deposition process. Journal of hazardous materials. 2012;199:15-24.
13. Snyder SA, Wert EC, Rexing DJ, Zegers RE, Drury DD. Ozone oxidation of endocrine disruptors and pharmaceuticals in surface water and wastewater. Ozone: Science and Engineering. 2006;28(6):445-60.
14. Nasuhoglu D, Rodayan A, Berk D, Yargeau V. Removal of the antibiotic levofloxacin (LEVO) in water by ozonation and TiO< sub> 2 photocatalysis. Chemical Engineering Journal. 2012;189:41-8.
15. Ikehata K, Gamal El-Din M, Snyder SA. Ozonation and advanced oxidation treatment of emerging organic pollutants in water and wastewater. Ozone: Science and Engineering. 2008;30(1):21-6.
16. Kümmerer K. Antibiotics in the aquatic environment–a review–part I. Chemosphere. 2009;75(4):417-34.
17. Arslan-Alaton I, Caglayan AE. Toxicity and biodegradability assessment of raw and ozonated procaine penicillin G formulation effluent. Ecotoxicology and environmental safety. 2006;63(1):131-40.
18. Yang C, Cussler E. Reactive extraction of penicillin G in hollow‐fiber and hollow‐fiber fabric modules. Biotechnology and bioengineering. 2000;69(1):66-73.
19. Peterson JW, Petrasky LJ, Seymour MD, Burkhart RS, Schuiling AB. Adsorption and breakdown of penicillin antibiotic in the presence of titanium oxide nanoparticles in water. Chemosphere. 2012;87(8):911-7.
20. Bush K. Metallo-β-lactamases: a class apart. Clinical infectious diseases. 1998;27(Supplement 1):S48-S53.
21. Le-Minh N, Khan S, Drewes J, Stuetz R. Fate of antibiotics during municipal water recycling treatment processes. Water research. 2010;44(15):4295-323.
22. Klavarioti M, Mantzavinos D, Kassinos D. Removal of residual pharmaceuticals from aqueous systems by advanced oxidation processes. Environment international. 2009;35(2):402-17.
23. Radjenović J, Petrović M, Ventura F, Barceló D. Rejection of pharmaceuticals in nanofiltration and reverse osmosis membrane drinking water treatment. Water Research. 2008;42(14):3601-10.
24. Rivera-Utrilla J, Prados-Joya G, Sánchez-Polo M, Ferro-García M, Bautista-Toledo I. Removal of nitroimidazole antibiotics from aqueous solution by adsorption/bioadsorption on activated carbon. Journal of hazardous materials. 2009;170(1):298-305.
25. Esplugas S, Bila DM, Krause LGT, Dezotti M. Ozonation and advanced oxidation technologies to remove endocrine disrupting chemicals (EDCs) and pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) in water effluents. Journal of Hazardous Materials. 2007;149(3):631-42.
26. Sirtori C, Zapata A, Oller I, Gernjak W, Agüera A, Malato S. Decontamination industrial pharmaceutical wastewater by combining solar photo-Fenton and biological treatment. Water research. 2009;43(3):661-8.
27. Méndez-Arriaga F, Torres-Palma R, Pétrier C, Esplugas S, Gimenez J, Pulgarin C. Ultrasonic treatment of water contaminated with ibuprofen. Water research. 2008;42(16):4243-8.
28. Yuan F, Hu C, Hu X, Qu J, Yang M. Degradation of selected pharmaceuticals in aqueous solution with UV and UV/H< sub> 2 O< sub> 2. Water research. 2009;43(6):1766-74.
29. Palominos RA, Mondaca MA, Giraldo A, Peñuela G, Pérez-Moya M, Mansilla HD. Photocatalytic oxidation of the antibiotic tetracycline on TiO< sub> 2 and ZnO suspensions. Catalysis Today. 2009;144(1):100-5.
30. Andreozzi R, Canterino M, Marotta R, Paxeus N. Antibiotic removal from wastewaters: the ozonation of amoxicillin. Journal of hazardous Materials. 2005;122(3):243-50.
31. Gogate PR, Pandit AB. A review of imperative technologies for wastewater treatment I: oxidation technologies at ambient conditions. Advances in Environmental Research. 2004;8(3):501-51.
32. Rahmani A, Ghaffari H, Samadi M. Removal of arsenic (III) from contaminated water by synthetic nano size zerovalent iron. World Academy of Science, Engineering and Technology. 2010;38:737-40.
33. Xiong Z, Zhao D, Pan G. Rapid and complete destruction of perchlorate in water and ion-exchange brine using stabilized zero-valent iron nanoparticles. Water research. 2007;41(15):3497-505.
34. Dickinson M, Scott TB. The application of zero-valent iron nanoparticles for the remediation of a uranium-contaminated waste effluent. Journal of Hazardous Materials. 2010;178(1):171-9.
35. Celebi O, Üzüm Ç, Shahwan T, Erten H. A radiotracer study of the adsorption behavior of aqueous Ba< sup> 2+ ions on nanoparticles of zero-valent iron. Journal of Hazardous Materials. 2007;148(3):761-7.
36. Manning BA, Kiser JR, Kwon H, Kanel SR. Spectroscopic investigation of Cr (III)-and Cr (VI)-treated nanoscale zerovalent iron. Environmental science & technology. 2007;41(2):586-92.
37. Kanel SR, Manning B, Charlet L, Choi H. Removal of arsenic (III) from groundwater by nanoscale zero-valent iron. Environmental Science & Technology. 2005;39(5):1291-8.
38. Ponder SM, Darab JG, Mallouk TE. Remediation of Cr (VI) and Pb (II) aqueous solutions using supported, nanoscale zero-valent iron. Environmental Science & Technology. 2000;34(12):2564-9.
39. Xinhong Q, Zhanqiang F. Degradation of halogenated organic compounds by modified nano zero-valent iron. Prog Chem. 2010;22:291-7.
40. Song H, Carraway ER. Catalytic hydrodechlorination of chlorinated ethenes by nanoscale zero-valent iron. Applied Catalysis B: Environmental. 2008;78(1):53-60.
41. Choe S, Lee S-H, Chang Y-Y, Hwang K-Y, Khim J. Rapid reductive destruction of hazardous organic compounds by nanoscale Fe< sup> 0. Chemosphere. 2001;42(4):367-72.
42. Zhang X, Lin Y-m, Chen Z-l. 2, 4, 6-Trinitrotoluene reduction kinetics in aqueous solution using nanoscale zero-valent iron. Journal of hazardous materials. 2009;165(1):923-7.
43. Zhang X, Lin Y-m, Shan X-q, Chen Z-l. Degradation of 2, 4, 6-trinitrotoluene (TNT) from explosive wastewater using nanoscale zero-valent iron. Chemical Engineering Journal. 2010;158(3):566-70.
44. Li A, Tai C, Zhao Z, Wang Y, Zhang Q, Jiang G, et al. Debromination of decabrominated diphenyl ether by resin-bound iron nanoparticles. Environmental science & technology. 2007;41(19):6841-6.
45. Shih Y-h, Tai Y-t. Reaction of decabrominated diphenyl ether by zerovalent iron nanoparticles. Chemosphere. 2010;78(10):1200-6.
46. Wang W, Jin Z-h, Li T-l, Zhang H, Gao S. Preparation of spherical iron nanoclusters in ethanol–water solution for nitrate removal. Chemosphere. 2006;65(8):1396-404.
47. Shin K-H, Cha DK. Microbial reduction of nitrate in the presence of nanoscale zero-valent iron. Chemosphere. 2008;72(2):257-62.
48. Joo SH, Feitz AJ, Waite TD. Oxidative degradation of the carbothioate herbicide, molinate, using nanoscale zero-valent iron. Environmental science & technology. 2004;38(7):2242-7.
49. Elliott DW, Lien H-L, Zhang W-X. Degradation of lindane by zero-valent iron nanoparticles. Journal of Environmental Engineering. 2009;135(5):317-24.
50. Fan J, Guo Y, Wang J, Fan M. Rapid decolorization of azo dye methyl orange in aqueous solution by nanoscale zerovalent iron particles. Journal of Hazardous Materials. 2009;166(2):904-10.
51. Lin Y-T, Weng C-H, Chen F-Y. Effective removal of AB24 dye by nano/micro-size zero-valent iron. Separation and Purification Technology. 2008;64(1):26-30.
52. Nurmi JT, Tratnyek PG, Sarathy V, Baer DR, Amonette JE, Pecher K, et al. Characterization and properties of metallic iron nanoparticles: spectroscopy, electrochemistry, and kinetics. Environmental Science & Technology. 2005;39(5):1221-30.
53. Wei Y-T, Wu S-C, Chou C-M, Che C-H, Tsai S-M, Lien H-L. Influence of nanoscale zero-valent iron on geochemical properties of groundwater and vinyl chloride degradation: A field case study. water research. 2010;44(1):131-40.
54. Alvares A, Diaper C, Parsons S. Partial oxidation by ozone to remove recalcitrance from wastewaters-a review. Environmental Technology. 2001;22(4):409-27.
55. Gagnon C, Lajeunesse A, Cejka P, Gagne F, Hausler R. Degradation of selected acidic and neutral pharmaceutical products in a primary-treated wastewater by disinfection processes. Ozone: Science and Engineering. 2008;30(5):387-92.
56. Vieno NM, Härkki H, Tuhkanen T, Kronberg L. Occurrence of pharmaceuticals in river water and their elimination in a pilot-scale drinking water treatment plant. Environmental science & technology. 2007;41(14):5077-84.
57. Snyder SA. Occurrence, treatment, and toxicological relevance of EDCs and pharmaceuticals in water. Ozone: Science and Engineering. 2008;30(1):65-9.
58. Von Gunten U. Ozonation of drinking water: Part I. Oxidation kinetics and product formation. Water research. 2003;37(7):1443-67.
59. Broséus R, Vincent S, Aboulfadl K, Daneshvar A, Sauvé S, Barbeau B, et al. Ozone oxidation of pharmaceuticals, endocrine disruptors and pesticides during drinking water treatment. Water research. 2009;43(18):4707-17.
60. Arslan-Alaton I, Caglayan AE. Ozonation of Procaine Penicillin G formulation effluent Part I: Process optimization and kinetics. Chemosphere. 2005;59(1):31-9.
61. Hozalski RM, Goel S, Bouwer EJ. TOC removal. 1995.
معرفی پژوهش/ اهداف پژوهش
(عین عبارت هدف پروپوزال را کپی نکنید. بلکه با جملاتی که برای مردم قابل فهم باشد (برای سواد حدود پنجم ابتدایی )هدف را برای شرکت کنندگان توضیح دهید.) در تمام این متن در صورتیکه شرکت کننده کودک یا فرد فاقد ظرفیت تصمیم گیری است باید مواردیکه منظور از "من"، فرد شرکت کننده بوده است به "کودک" یا "فرد تحت سرپرستی من" اصلاح شود و مواردیکه منظور از "من"، رضایت دهنده است به من به عنوان "ولی" یا "قیم قانونی" اصلاح شود.
خون گیری
(آیا طرح شما نیاز به خونگیری دارد یا خیر)
نحوه همکاری/ مزایا ی طرح
(در این بخش برای شرکت کنندگان به زبان ساده توضیح دهید که: چه مداخله ای بر روی آنها صورت میگیرد. چه اقدامات پاراکلینیکی بر روی آنها انجام میشود. چه نمونه ای و با چه حجمی از آنها میگیرید در این مدت چند نوبت مراجعه باید داشته باشند و به چه فواصلی چه اقداماتی را در پیگیری آنها انجام میدهید. (حتی میتوانید سود بالقوه ای که شرکت کنندگان میتوانند از شرکت در این پژوهش ببرند بنویسید. این سود میتواند شرح احتمال درمان یا تشخیص بهتر بیماریشان، دریافت خدمات سلامت رایگان و یا پرداخت مشوق مالی در ازای جبران همکاریشان باشد)
عوارض جانبی
(منظور عوارض و میزان احتمال بروز آنها در این مطالعه است)
جبران عوارض احتمالی
(برای آنکه شرکت کننده بتواند ارزیابی مناسبی از سود و زیان شرکت در پژوهش شما داشته باشد لازم است بتواند سود و زیان مداخلات معمول و مداخلات این پژوهش را مقایسه کند. به عنوان مثال میزان موفقیت و میزان عوارض هریک را مقایسه کند.) - او باید بداند كه اگر در حين و بعد از انجام پژوهش هم هر مشكلي اعم از جسمي و روحي به علت شرکت در اين پژوهش برایش پيش آمد درمان عوارض، و هزينه‌هاي آن و غرامت مربوطه بر عهده مجري خواهد بود.
هزینه های مربوط به انجام طرح تحقیقاتی
(تمام مداخلات پژوهشی باید برای بیمار رایگان باشد و بیمار بداند شامل چه مواردی هستند. )
روش های جایگزین
در صورت عدم تمایل به شرکت در مطالعه چه روش های درمانی برای بیمار ارائه خواهد شد
محرمانه بودن
بیمار باید بداندکه دست اندر كاران اين پژوهش، كليه اطلاعات مربوط به او را نزد خود به صورت محرمانه نگه‌داشته و فقط اجازه دارند نتايج كلي و گروهي اين پژوهش را بدون ذکر نام و مشخصات بیمار منتشر كنند. و كميته اخلاق در پژوهش با هدف نظارت بر رعایت حقوق وی مي‌تواند به اطلاعات ایشان دسترسي داشته باشد.
پاسخگویی به پرسش ها
در این بخش نام و اطلاعات دسترسی فردی از عوامل پژوهش را که بتواند اطلاعات صحیح و کافی در اختیار شرکت کنندگان قرار دهند و در مورد عوارض و نگرانیها راهنمایی لازم را ارائه دهند ذکر شود
حق نپذیرفتن یا انصراف
بیمار باید بداند که شرکت اودر اين پژوهش کاملاً داوطلبانه است و مجبور به شرکت در اين پژوهش نيست و در صورت عدم شرکت از مراقبت‌هاي معمول تشخيصي و درماني محروم نخواهد شد او باید بداند كه حتي پس از موافقت با شركت در پژوهش مي‌تواند هر وقت كه بخواهد، پس از اطلاع به مجري، از پژوهش خارج شود و خروج اواز پژوهش باعث محرومیت از دریافت خدمات درمانی معمول برای اونخواهد شد.
رضایت
او باید بداند که اگر اشکال يا اعتراضي نسبت به دست اندركاران يا روند پژوهش دارد مي تواند با كميته اخلاق در پژوهش دانشگاه تماس گرفته و مشکل خود را به صورت شفاهي يا كتبي مطرح نمايد. در انتهای فرم قید گردد : اينجانب موارد فوق‌الذکر را خواندم و فهميدم و بر اساس آن رضايت آگاهانه خود را براي شركت در اين پژوهش اعلام مي‌کنم. اينجانب ……………… خود را ملزم به اجراي تعهدات مربوط به مجري در مفاد فوق دانسته و متعهد مي‌گردم در تأمين حقوق و ايمني شركت كننده در اين پژوهش تلاش نمايم
پرسشنامه یا فرم اطلاعاتی

پیوست ها
hide/show

نام فایل تاریخ درج فایل اندازه فایل دانلود
proposal sobhanikia 10-15.doc1393/10/15414720دانلود
proposal sobhanikia 11-15(pas az davari).doc1393/11/152569728دانلود
proposal sobhanikia 11-21(Final).doc1393/11/212575872دانلود
proposal sobhanikia 11-25(Final).doc1393/11/252901504دانلود
proposal bad az shora.doc1393/11/252915840دانلود