بررسی تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و سولفامتازین و اریترومایسین با استفاده از کامپوزیت های نانولوله کربنی چند جداره/بیسموت اکسی یودید از محلولهای آبی

وزارت نیرو

آلاینده های وارد شده به محیط های آبی وخشکی می توانند مشکلاتی برای سلامتی انسان ایجاد نمایند، این آلاینده ها از طریق کارخانجات و یا پس از استفاده وارد محیط زیست می شوندکه یکی از این آلاینده ها، دارو های ضد باکتریایی یا همان آنتی بیوتیک ها هستند(1-3)

برآورد ها نشان داد که مصر ف آنتی بیوتیک در جهان بین 100000 تا300000  تن است. مطالعات انجام شده مشخص نمود که آنتی بیوتیک ها پس از مصرف به طور کامل در بدن متابولیزه نمی شوند و حدود30  تا 90  درصد پس از دفع بصورت فعال باقی می مانند. به این ترتیب  سالانه در بهترین شرایط 30000 تن و در بدترین شرایط 180000 تن آنتی بیوتیک فعال وارد محیط زیست می شوند(4-5).

فلوروکینولون‌ها دسته مهم از آنتی بیوتیک‌های وسیع الطیف غیر قابل تجزیه هستند که در پزشکی و دامپزشکی به مصرف می‌رسند(6).  سیپروفلوکساسین از مهمترین فلوروکینولون ها می باشد. سیپروفلوکساسین با فرمول شیمیایی C₁₇H₁₈FN₃ O₃  با وزن مولکولی34/331 و حلالیت 350 میلی گرم در لیتر در آب می باشد، به شکل های قرص و تزریقی به صورت گسترده در درمان عفونت ها  مخصوصا عفونت های دستگاه ادراری، تنفسی و گوارشی بکار می رود(7-8). این انتی بیوتیک در شرایط اسیدی با pH کمتر از 5/5 الکترون دریافت میکند و به کاتیون تبدیل می شود و در pH بین 5/5 تا 7/7 هیدروژن از گروه کربوکسیل حذف می‌شود و در pH بیشتر از 7/7 به شکل آنیونی تبدیل می‌شود(9).

سولفامتازین یا سولفادیمیدین یک آنتی بیوتیک در کلاس سولفانامید است. که تحت نام های تجاری متعدد به بازار عرضه شده است.  بسیاری از داروهای سولفونامید باعث عوارض عصبی از جمله سردرد و بی خوابی می شوند. اما این دارو فاقد این عوارض جانبی می باشد. سولفامتازین با فرمول شیمیایی C₁₂H₁₄N₄O₂S و وزن مولکولی 3/288 یکی از آنتی‌بیوتیک‌های پرمصرف در ایران می‌باشد که با توجه به مطالعات میزان تجزیه آن نیز کم بوده و همراه با مدفوع در فاضلاب دفع می‌شود(10).

اریترومایسین یک آنتی بیوتیک مفید برای درمان تعدادی از عفونت های باکتریایی است. این شامل عفونت های تنفسی، عفونت های پوستی، عفونت های کلامیدیا، بیماری التهابی لگن و سیفلیس می شود. همچنین ممکن است در دوران بارداری برای جلوگیری از عفونت استرپتوکوک گروه B در نوزادان استفاده شود. اریترومایسین به عنوان جایگزین پنی سیلینها در بیمارانی که به این دارو حساسیت مفرط دارند، مصرف می‌شود. این دارو جزو ماکرولیدها ست. این آنتی‌بیوتیک دارای فرمول شیمیایی C₃₇H₆₇NO₁₃ و وزن مولکولی 2/733 گرم بر مول بوده که استفاده از آن در سالهای اخیر در کشور افزایش یافته است(4).

در کل آنتی‌بیوتیک‌ها در درمان عفونتهای ناشی از باکتریهای گرم منفی ( شامل سالمونلا، شیگلا، کمپیلوباکترها، نیسریا و پسودوموناس) مصرف می‌شود. این داروها دارای اثرات متوسط بر علیه باکتری باکتریهای گرم مثبت (شامل استرپتوکوکوس پنومونی و استرپتوکوکوس فکالیس)  هم می‌باشد(10-11).

آمارها حاکی از آن است که فروش سیپرفلوکساسین و سولفامتازین در سراسر جهان بیش از یک میلیارد دلار در سال می‌باشد. تحقیقات نشان داده که غلظت بالای سیپروفلوکساسین و سولفامتازین در محیط منجر به مقاومت باکتری از طریق جهش کروموزومی می‌شود(12-13).

راههای ورود آنتی بیو تیک‌ها به فاضلاب از طریق مصارف انسانی جهت درمان،کارخانجات تولیدکننده، مراکز درمانی و مراکز تحقیقاتی و پژوهشی  می‌باشد(14-16).

قرار گرفتن طولانی مدت در معرض سیپروفلوکساسین، باعث عوارض مزمن در انسان و همچنین منجر به اثرات شدید سمی جانبی مانند لوکوپنومنی و استفراغ می‌ شود(17). افزایش فلوروکینولون‌ها در محیط به دلیل اثرات سمی بر روی پاتوژنهای غیر هدف، تغییر ساختار کروموزومی، دخالت در مسیر فتوسنتز گیاهان و تغییر شکل ظاهری آنان باعث ایجاد نگرانی شده است(18).

محدوده غلظت آنتی‌ بیوتیک در فاضلاب و آبهای سطحی از نانو گرم در لیتر تا 50 میلی گرم در لیتر در پساب کارخانه‌های سازنده بوده است(19).  به دلیل مخاطره آمیز بودن آنتی بیوتیک‌ها، بخصوص سیپرو فلوکساسین، قبل از دفع به محیط زیست و اکوسیستم‌های آبی بایستی مقدار آن به سطح مجاز تخلیه رسانده شود(20).

روش‌هایی که برای حذف آنتی بیوتیک‌ها تاکنون بکار گرفته شده است شامل: غشاهای جداسازی(21) ازناسیون(22) نانو فیلتراسیون(23) اکسیداسیون(24) تجزیه فتوکاتالیستی(25) و  جذب(26) می باشد.  تحقیقات نشان می‌دهد که حذف به روشهای فیزیکی از  راندمان کافی در حذف آنتی بیوتیک‌ها برخوردار نمی‌باشد و تصفیه به روشهای شیمیایی هم منجر به تولید محصولات جانبی مضر می‌شود(27).

نانولوله های کربنی (CNTs) از زمان کشف به علت ساختار خاص توجه زیادی را جلب می‌کنند. آنها خواص مکانیکی و الکترونیکی بالقوه و قوی و منحصربه فردی دارند که به پیشرفت کامپوزیت‌ها کمک میکنند. آنها می توانند نیمه رسانا باشند یا متالیک، بسته به نوع اسپری و قطر لوله استفاده شوند. بزرگ بودن سطح ویژه، ساختارهای توخالی و لایه ای، باعث کاربرد زیاد آنها در زمینه آب و فاضلاب می‌باشد. کاتالیست بیسموت با توانایی برتر فوتوکاتالیست شناخته شده است در مقایسه با سایر فوتوکاتالیست‌ها و گپ انرژیبرای کاتایت بیسموت برابر با 85/0 الکترون ولت می‌باشد. استفاده از نانولوله‌های کربنی برای افزایش فعالیت‌ فتوکاتالیستی در دهه‌ های اخیر افزایش پیدا کرده است(24). فرایندهای فتوکاتالیستی یک ابزار مناسب برای تجزیه و حذف آنتی‌بیوتیک می‌باشند، مطالعات اخیر راندمان متوسط با تجزیه فتوکاتالیستی آنتی‌بیوتیک را با نیمه رساناهایی مانندTio2-ZnO,  ، غیره گزارش نموده‌اند(28). مکانیسم این فرایندها تابش اشعه فرابنفش به ماده ی نیمه هادی و متعاقب آن برانگیختگی الکترون از باند ظرفیت به باند هدایت است، برانگیختگی الکترون باعث تولید رادیکال هیدروکسیل در محیط های آبی می شود (29). محدودیت های روش‌های فوق سبب توسعه و تحقیق گسترده در زمینه فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) به عنوان روش های نوین تصفیه آب گردید. در سال های اخیر، در بین روش های اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)، فتوکاتالیز به کمک نیمه هادی ها[1] توجه عمومی را به خود جلب نموده است که علت آن توانایی این روش در تبدیل نمودن آلاینده های مقاوم به ترکیبات قابل تجزیه زیستی آسان و نهایتا معدنی سازی آنها به مواد بی خطر دی اکسیدکربن  و آب است(30). کاتالیست TiO₂ علیرغم کاربرد فراوان، به دلیل فاصله نواری بزرگ[2] در حدود 2/3 الکترون ولت تنها در حضور تشعشع نور ماوراء بنفش برانگیخته می شود که این ویژگی سبب محدودیت های کاربردی می گردد(31). به عنوان یک جایگزین، خانواده اکسی هالیدهای بیسموت به ویژه بیسموت اکسی یدید به دلیل ساختار لایه ای منحصر به فردشان و فاصله نواری باریک پتانسیل زیادی از خود نشان دادند. اما فعالیت فتوکاتالیستی BiOI خالص ناشی از نور مرئی به دلیل ترکیب مجدد الکترون های القایی نوری و حفره ها ایده آل نمی باشد(32). بنابراین مواد کامپوزیت مختلفی بر پایه BiOI با هدف افزایش فعالیت فتوکاتالیستی BiOI از طریق ارتقاء جداسازی حامل های بار القایی نوری توسعه یافته است(33). کامپوزیت از ترکیب و اختلاط چند ماده حاصل می‌شود. کامپوزیتها موادی هستند که جامد و مصنوعی باشند و از دو یا چند جزء (یا فاز) که از نظر شیمیایی یا فیزیکی کاملا متفاوتند تشکیل شده باشند. این اجزاء به صورت منظم یا پراکنده کنار هم قرارگرفته‌اند و لایه مشترکی بین آنها وجود دارد. اما نانوکامپوزیت عبارت است از کامپوزیتی که حداقل یکی از اجزای تشکیل دهنده آندر ابعادی بین 1 تا 100 نانومتر باشد(33). هدف از این مطالعه تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و سولفامتازین و اریترومایسین با استفاده از نانوکامپوزیت های نانولوله کربنی چند جداره/بیسموت اکسی یودید  در محیطهای آبی می‌باشد.

در زمینه تصفیه ئآب و فاضلاب

شرکت آب و فاضلاب

درصد حذف سیپروفلوکساسین و سولفامتازین و اریترومایسین وCOD  با استفاده از  فرایند فتو کاتالیستی در حضور نانوکامپوزیت های نانولوله کربنی چند جداره/بیسموت اکسی یودید از محلولهای آبی چقدر می باشد؟

درصد حذف سیپروفلوکساسین و سولفامتازین و اریترومایسین وCOD  با استفاده از  فرایند فتوکاتالیستی در نانوکامپوزیت های نانولوله کربنی چند جداره/بیسموت اکسی یودید از محلولهای آبی بر حسب دوزهای  نانو ذرات در محیط های آبی چقدر می باشد؟

درصد حذف سیپروفلوکساسین و سولفامتازین و اریترومایسین وCOD  با استفاده از فرایند های فتوکاتالیستی در حضور نانوکامپوزیت های نانولوله کربنی چند جداره/بیسموت اکسی یودید از محلولهای آبی بر حسب زمان های تماس در محیط های آبی چقدر می‌باشد؟

درصد حذف سیپروفلوکساسین و سولفامتازین و اریترومایسین وCOD  با استفاده از فرایند های فتوکاتالیستی در حضور نانوکامپوزیت های نانولوله کربنی چند جداره/بیسموت اکسی یودید از محلولهای آبی بر حسب غلظت ها آلاینده در محیط های آبی چقدر می باشد؟

درصد حذف سیپروفلوکساسین و سولفامتازین و اریترومایسین وCOD  با استفاده از فرایندهای فتوکاتالیستی در حضور نانوکامپوزیت های نانولوله کربنی چند جداره/بیسموت اکسی یودید از محلولهای آبی برحسب شدت های  تابشی لامپ UV در محیط های آبی چقدر می باشد؟

درصد حذف سیپروفلوکساسین و سولفامتازین و اریترومایسین وCOD  با استفاده از فرایند فتوکاتالیستی در شرایط بهینه حاصله در فاضلاب واقعی با چقدر می باشد؟

تعیین تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و سولفامتازین و اریترومایسین با استفاده از کامپوزیت های نانولوله کربنی چند جداره/بیسموت اکسی یودید از محلول‌های آبی

تعیین درصد حذف سیپروفلوکساسین و سولفامتازین و اریترومایسین وCOD  با استفاده از فرایند فتوکاتالیستی در حضور از نانوکامپوزیت های نانولوله کربنی چند جداره/بیسموت اکسی یودید بر حسب pH در محیط های آبی.

تعیین درصد حذف سیپروفلوکساسین و سولفامتازین و اریترومایسین وCOD  با استفاده از فرایند فتوکاتالیستی در حضور از نانوکامپوزیت های نانولوله کربنی چند جداره/بیسموت اکسی یودید بر حسب مقدار  نانو ذرات اکسید مس در محیط های آبی.

تعیین درصد حذف سیپروفلوکساسین و سولفامتازین و اریترومایسین وCOD  با استفاده از فرایند فتوکاتالیستی در حضور از نانوکامپوزیت های نانولوله کربنی چند جداره/بیسموت اکسی یودید بر حسب زمان تماس در محیط های آبی.

تعیین درصد حذف سیپروفلوکساسین و سولفامتازین و اریترومایسین وCOD  با استفاده از فرایند فتوکاتالیستی در حضور از نانوکامپوزیت های نانولوله کربنی چند جداره/بیسموت اکسی یودید بر حسب غلظت آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین در محیط های آبی.

تعیین درصد حذف سیپروفلوکساسین و سولفامتازین و اریترومایسین وCOD  با استفاده از فرایند فتوکاتالیستی در حضور از نانوکامپوزیت های نانولوله کربنی چند جداره/بیسموت اکسی یودید بر حسب اثر تابشی لامپUV در محیط های آبی.

تعیین درصد حذف سیپروفلوکساسین و سولفامتازین و اریترومایسین وCOD  با استفاده از فرایند فتوکاتالیستی در شرایط بهینه حاصله در فاضلاب واقعی

زمینه تصفیه آب و فاضلاب

وزات نیرو و شرکت آب . فاضلاب

 تعریف آنتی بیوتیک : فراورده یا ماده‌ای شیمیایی است که از یک میکروارگانیسم تولید یا از آن گرفته می‌شود و میکروارگانیسمهای دیگر را از بین می‌برد یا مانع رشد آنها می‌شود.

تعریف سیپروفلوکساسین: سیپروفلوکساسین از رده ی فلوروکینولون ها که بصورت وسیع الطیف در درمان باکتریهای گرم منفی و مثبت بکار گرفته می شود.

فتوکاتالیست (Photocatalyst)  به کاتالیزورهایی گفته می شود که در حضور نور فعال می شوند.

فتوکاتالیست ها معمولا اکسید های جامد نیمه رسانا هستند که با جذب فتون ها یک الکترون – حفره در آنها ایجاد می شود این الکترون – حفره می تواند با مولکول های موجود در سطح ذرات واکنش دهند

کامپوزیت: کامپوزیت از ترکیب و اختلاط چند ماده حاصل می شود. کامپوزیتها موادی هستند که جامد و مصنوعی باشند و از دو یا چند جزء (یا فاز) که از نظر شیمیایی یا فیزیکی کاملا متفاوتند تشکیل شده باشند. این اجزاء به صورت منظم یا پراکنده کنار هم قرارگرفته اندو لایه مشترکی بین آنها وجود دارد. اما نانوکامپوزیت عبارت است از کامپوزیتی که حداقل یکی از اجزای تشکیل دهنده آندر ابعادی بین 1 تا 100 نانومتر باشد.

تجربی – آزمایشگاهی

نمونه ها جمع آوری شده در پایان هر مرحله آزمایش

روش نمونه برداری بصورت غیر احتمالی در دسترس می باشد که بعد از انجام فرایند، نمونه ها برداشته شده و پس از آماده سازی غلظت آنتی بیوتیک با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه‌گیری خواهد شد.

پس از انجام فرایند در هر مرحله، نمونه‌های حاصل مورد آزمایش قرار خواهد گرفت و مقدار آنتی‌بیوتیک باقیمانده بر حسب خود آنتی‌بیوتیک و COD بدست خواهد آمد. در نهایت نمودار های مربوطه بر حسب درصد حذف رسم خواهد شد

برای تهیه نانوکامپوسیت‌ ابتدا بیسموت Bi(NO₃)₃·5H₂O و نمک یدید (KI)  با نسبت مولی یک به یک درون محلول اتیلین گلیگول قرار خواهد گرفت و اختلاط این ترکیب با استفاده از شیکر در دمای 273 درجه سانتی‌گراد برای مدت 30 دقیقه انجام خواهد شد. سپس مخلوط به مدت 30 دقیقه سانتریفیوژ برای تشکیل یک فاز همگن قرار داده خواهد شد و  سپس به یک اتوکلاو برای از بین بردن 80 درصد محلول در دمای 160 درجه سانتیگراد به مدت 12 ساعت انتقال داده خواهد شد. پس از اتوکلاو، محلول به طور طبیعی خنک می شود تا رسوب تشکیل شود.  در نهایت، رسوب سانتریفیوژ خواهد شد، و از طریق یک غشای سلولزی 22/0 میلی متری نمونه فیلتر، سپس با سه بار آب مقطر و اتانول شستشو داده خواهد شد تا ناخالصی‌های احتمالی موجود در محصول وجود نداشته باشد. محصول زرد حاصل به مدت 6 ساعت در یک کوره در دمای 75 درجه سانتیگراد خشک خواهد گردید. سپس برای تهیه BiOI–MWCNT نانولوله کربنی چند جداره در محلول اسیدی به نسبت 1 به 3 به مدت 2 ساعت قرار داده خواهد شد. MWCNT های با محلول 1/0 مولار NaOH و آب تقطیر شسته شده و در دمای 75 درجه سانتیگراد به مدت 6 ساعت در یک کوره خلاء خشک خواهند شد. سپس مقادیر استئوکیومتری MWCNT در نسبت‌های در نمک های ترکیبی یدید (I) و بیسموت (III)، قرار داده خواهند شد. محلول حاصله خشک و به عنوان کاپوسیت های نانولوله کربنی- بیسموت تا زمان استفاده در جای خشک نگهداری خواهند شد.

شرح آزمایش: این مطالعه از نوع تجربی- کاربردی می‌باشد که به صورت ناپیوسته در مقیاس آزمایشگاهی، در دمای محیط آزمایشگاه انجام خواهد گرفت. در این آزمایش کلیه مواد شیمیایی ساخت شرکت سیگما با گرید آزمایشگاهی و درجه خلوص بالا  مورد استفاده قرار خواهد گرفت.  عمل هم زنی نمونه ها با استفاده از همزن مغناطیسی با سرعت 180 دور در دقیقه انجام خواهد شد. جهت تنظیم pH از اسیدکلریدریک و سود یک دهم نرمال  استفاده خواهد شد.

مشخصات پایلوت:

راکتور از دو قسمت تشکیل شده است 1- محفظه اصلی (محفظه واکنش): که دارای حجم مفیدی برابر با 500 میلی لیتر خواهد بود که کل مراحل آزمایش در آن انجام خواهد گرفت. 2 – محفظه ثانویه: که محفظه اصلی را در بر گرفته و برای کاهش دمای حاصل از تابش لامپ UV، توسط جریان مداوم آب است. لامپ UV مستقیما در بالای محفظه واکنش قرار داده شد و دیواره خارجی راکتور توسط فویل آلومینیم پوشانده خواهد شد.

جهت تهیه محلول استوک با توجه به واحد استاندار جهانی آنتی بیوتیک مقدار مشخصی جهت تهیه غلظت معین از آن استفاده خواهد شد. نمونه تهیه شده درون یخچال نگهداری خواهد شد. جهت کاهش خطای آزمایشگاهی محلول استوک  به صورت هفتگی تهیه می شود.

از محلول استوک جهت تهیه غلظت های میانی استفاده خواهد شد آزمایشات در چند مرحله زیر اجرا خواهد شد.

تعیین pH بهینه : در این مرحله با ثابت نگه داشتن متغیرهای دوز نانو ذره، زمان تماس، غلظت آنتی‌بیوتیک‌ها (سیپروفلوکساسین و سولفامتازین و اریترومایسین) و شدت لامپ UV و تنظیم pH نمونه در رنج های (3 تا 11)، اثر PH  را در حذف آنتی بیوتیک بررسی خواهد شد. با استفاده از محلول استوک، غلظت 25 میلی گرم در لیتر را تهیه نموده، داخل بشر ریخته و درون راکتور قرار خواهیم داد. pH را با استفاده از اسید کلریدریک و سود تنظیم نموده و مقدار گرم نانو را اضافه نموده و در معرض لامپ UV با شدت 15 وات در زمان تماس 60 دقیقه قرار خواهیم داد. در انتهای زمان ماند، مقدار باقیمانده ی آنتی بیوتیک آنتی‌بیوتیک‌ها و COD اندازه‌گیری خواهد شد

تعیین دوز بهینه نانوکامپوسیت: پس از تعیین pH بهینه، غلظت 20 میلی گرم در لیتر آنتی بیوتیک را از محلول استوک تهیه خواهیم نمود و pH را با استفاده از اسید کلریدریک یا سود در حد pH بهینه بدست آمده از مرحله قبل تنظیم نموده و مقادیر مختلف نانو در نمونه های تهیه شده اضافه کرده و در راکتور قرار خواهیم داد و در معرض لامپ UV با شدت 15 وات و در زمان تماس 60 دقیقه قرار خواهیم داد. در انتهای زمان ماند مشخص شده آنتی بیوتیک و COD را تعیین می نماییم. که در این شرایط نقطه ای که دارای بیشترین درصد حذف باشد بعنوان نقطه بهینه انتخاب خواهد شد.

تعیین زمان تماس بهینه: در این مرحله با استفاده از pH بهینه و نانوکامپوسیت بدست آمده از مراحل قبل و متغیر گرفتن زمان تماس، زمان تماس بهینه را بدست خواهیم آورد. همانند مراحل قبل از محلول استوک و 20 میلی گرم در لیتر آنتی بیوتیک تهیه خواهیم کرد و در داخل بشر ریخته و با استفاده از اسید کلریدریک و سود، pH را به حد بهینه خواهیم رساند و مقدار بهینه نانو ذره را به آن اضافه کرده، در داخل راکتور قرار خواهیم داد و در زمان تماس های مختلف در معرض لامپ UV قرار خواهیم داد. برای هر زمان به همین طریق عمل کرده و در نهایت با استفاده از تعیین آنتی بیوتیک و COD نمونه ها، زمان بهینه که برابر با بیشترین حذف باشد را انتخاب می کنیم

 تعیین غلظت بهینه آنتی بیوتیک: در این مرحله با ثابت در نظر گرفتن pH ، دوز نانوکاپوسیت و زمان تماس بهینه بدست آمده در مراحل قبل، میزان غلظت بهینه آنتی‌بیوتیک را بدست می آوریم. به این ترتیب که، غلظتهای مختلف از آنتی بیوتیک  را تهیه خواهیم کرد و متغیرهای ثابت را بر روی آنها اعمال می‌کنیم و بعد از قرار دادن نمونه ها در راکتور حاوی UV  با زمان تماس بهینه قرار خواهیم داد.

تعیین توان تابشی بهینه: در این مرحله با ثابت در نظر گرفتن pH ، دوز نانوکامپوسیت، غلظت بهینه آنتی‌بیوتیک‌ها و زمان تماس بهینه بدست آمده در مراحل قبل، میزان توان بهینه تابش فرابنفش را بدست خواهیم آورد. به این ترتیب که، غلظت آنتی بیوتیک بهینه را خواهیم ساخت و متغیرهای ثابت را بر روی آنها اعمال خواهیم کرد  و بعد از قرار دادن نمونه در راکتور با زمان تماس بهینه، در معرض تابش اشعه ماورا فرابنفش به ترتیب با توان تابشی 8 و 15 و 30 وات قرار خواهد گرفت.

آزمایش COD  به روش استاندارد متد ( D 5220) اندازه گیری خواهد شد.

برای تعیین غلظت آنتی بیوتیک در نمونه ها از دستگاه اسپکتروفتومتر استفاده خواهد شد. برای تعیین طول موج مناسب با استفاده از غلظت معین آنتی بیوتیک، بهترین طول موج انتخاب خواهد شد. با استفاده از منحنی استاندارد و فرمول زیر، میزان راندمان حذف آنتی بیوتیک را محاسبه می کنیم و بالاترین عدد را به عنوان بهینه متغیر هر مرحله در نظر می‌گیریم.

               η = C0-C1/C0×100                                                                      

C₀: غلظت ورودی آنتی بیوتیک آنتی‌بیوتیک‌ها

C₀: غلظت خروجی آنتی بیوتیک آنتی‌بیوتیک‌ها

η :درصد راندمان حذف آنتی بیوتیک آنتی‌بیوتیک‌ها

همچنین میزان این آنتی‌بیوتیک ها در فاضلاب بیمارستانی با استفاده از دستگاه HPLC اندازه‌گیری خواهد شد.

 با استفاده از نرم افزار EXCEL یا SPSS نمودارهای مربوطه بر حسب درصد حذف آنتی بیوتیک رسم خواهد شد.

در این طرح تمام ملاحضلات اخلاقی مربوط به آئین نامه رعایت خواهد شد که شامل  کدهای 11-28-29-30-31- و کدهای حفاظت از محیط زیست شامل کد  9 می باشد.

ندارد

1.       Balarak D, Mostafapour FK. Batch Equilibrium, Kinetics and Thermodynamics Study of Sulfamethoxazole Antibiotics Onto Azolla filiculoides as a Novel Biosorbent. British journal of pharmaceutical research. 2016; 13(2);1-14.

2.    Garoma T, Umamaheshwar SH, Mumper A. Removal of sulfadiazine, sulfamethizole, sulfamethoxazole, and sulfathiazole from aqueous solution by ozonation. Chemosphere. 2010;79;814–20.

3.        Alexy R, Kumpel T, Kummerer K. Assessment  of degradation of 18 antibiotics in the closed bottle test. Chemosphere; 2004 ; 57, 505–512.

4.       Choi KJ, Kim SG, Kim SH. Removal of antibiotics by coagulation and granular activated carbon filtration. J. Hazard. Mater.2008; 151;38–43.

5.      Lanhua Hu L, Flanders PM,  Penney L. Miller PL, Timothy J. Strathmann TJ. Oxidation of sulfamethoxazole and related antimicrobial agents by TiO2 photocatalysis Water Research 2007;41(12); 2612-26.

6.        Yu F, Li Y, Han S, Jie Ma J. Adsorptive removal of antibiotics from aqueous solution using carbon Materials. Chemosphere. 2016;153;365–385.

7.   Muchohi SN, Thuo N, Karisa J, Muturi A, Kokwaro GO, Maitland K. Determination of ciprofloxacin in human plasma using high-performance liquid chromatography coupled with fluorescence detection: application to a population pharmacokinetics study in children with severe malnutrition. Journal of Chromatography B. 2011;879(2):146-52.

8.   Ji Y, Ferronato C, Salvador A, Yang X, Chovelon J-M. Degradation of ciprofloxacin and sulfamethoxazole by ferrous-activated persulfate: Implications for remediation of groundwater contaminated by antibiotics. Science of the Total Environment. 2014;472:800-8.

9.     Wu S, Zhao X, Li Y, Zhao C, Du Q, Sun J, et al. Adsorption of ciprofloxacin onto biocomposite fibers of graphene oxide/calcium alginate. Chemical Engineering Journal. 2013;230:389-95.

10.   Sun SP, Hatton TA, Chung T-S. Hyperbranched polyethyleneimine induced cross-linking of polyamide− imide nanofiltration hollow fiber membranes for effective removal of ciprofloxacin. Environmental science & technology. 2011;45(9):4003-9.

11.       Liao R, Yu Z, Gao N, Peng P. Oxidative transformation of ciprofloxacin in the presence of manganese oxide. Ecology and Environmental Sciences. 2011;20(6/7):1143-6.

12.       Van Doorslaer X, Demeestere K, Heynderickx PM, Van Langenhove H, Dewulf J. UV-A and UV-C induced photolytic and photocatalytic degradation of aqueous ciprofloxacin and moxifloxacin: reaction kinetics and role of adsorption. Applied Catalysis B: Environmental. 2011;101(3):540-7.

13.       Carabineiro S, Thavorn-Amornsri T, Pereira M, Serp P, Figueiredo J. Comparison between activated carbon, carbon xerogel and carbon nanotubes for the adsorption of the antibiotic ciprofloxacin. Catalysis Today. 2012;186(1):29-34.

14.       Zhang C-L, Qiao G-L, Zhao F, Wang Y. Thermodynamic and kinetic parameters of ciprofloxacin adsorption onto modified coal fly ash from aqueous solution. Journal of Molecular Liquids. 2011;163(1):53-6.

15.       Rakshit S, Sarkar D, Elzinga EJ, Punamiya P, Datta R. Mechanisms of ciprofloxacin removal by nano-sized magnetite. Journal of hazardous materials. 2013;246:221-6.

16.      Balarak D, Mostafapour FK, Joghataei A. Experimental and Kinetic Studies on Penicillin G Adsorption by Lemna minor. British Journal of Pharmaceutical Research.2016; 9(5): 1-10.

17.    Aksu Z, Tunc O. Application of biosorption for Penicillin G removal: Comparison with activated carbon. Process Biochemistry. 2005;40(2):831-47.

18.   Balarak D, Mahdavi Y,  Maleki A, Daraei H and Sadeghi S. Studies on the Removal of Amoxicillin by Single Walled Carbon Nanotubes. British Journal of Pharmaceutical Research. 2016;10(4): 1-9.

19.     Garoma T, Umamaheshwar SH, Mumper A. Removal of sulfadiazine, sulfamethizole, sulfamethoxazole, and sulfathiazole from aqueous solution by ozonation. Chemosphere. 2010;79; 814–20.

20.   Balarak D, Mostafapour FK, Bazrafshan E, Saleh, Tawfik A. Studies on the adsorption of amoxicillin on multi-wall carbon nanotubes. 1599-1606.

21.     Zhang W, He G, Gao P, Chen G: Development and characterization of composite nanofiltration membranes and their application in concentration of antibiotics. Sep Purif Technol 2003, 30:27–35

22.     Zhu XD, Wang  YJ,  Sun RJ, Zhou DM. Photocatalytic degradation of tetracycline in aqueous solution by nanosized TiO2. Chemosphere. 2013; 92; 925–932.

23.     Putra  EK,  Pranowoa  R,  Sunarsob  J,  Indraswatia  N,  Ismadjia  S.  Performance  of  activated  carbon  and bentonite for adsorption of amoxicillin from wastewater: mechanisms, isotherms and kinetics. Water Res. 2009; 43, 2419-2430.

24.     Balarak D, Azarpira H, Mostafapour FK. Study of the Adsorption Mechanisms of Cephalexin on to Azolla Filiculoides. Der Pharma Chemica, 2016, 8(10):114-121

25. Balarak D, Mostafapour FK, Azarpira, H. Adsorption Kinetics and Equilibrium of Ciprofloxacin from Aqueous Solutions Using  B Corylusavellana (Hazelnut) Activated Carbon. British journal of pharmaceutical research. 2016; 13(3);1-14.

26. Zhang CL,   Qiao GL,  Zhao F,  Wang Y Thermodynamic and kinetic parameters of ciprofloxacin adsorption onto modified coal fly ash from aqueous solution. Journal of Molecular Liquids. 2011;163;1;53-56

27. Choi KJ,  Kim SG,  Kim SH.  Removal of antibiotics by coagulation and granular activated carbon filtration. J. Hazard. Mater.2008; 151;38–43.
28.    Shi W, Yan Y, Yan X. Microwave-assisted synthesis of nano-scale photocatalysts and their excellent visible-light-driven photocatalytic activity for the degradation of ciprofloxacin. Chemical Engineering Journal. 2013;215:740-6.
29.   El-Kemary M, El-Shamy H, El-Mehasseb I. Photocatalytic degradation of ciprofloxacin drug in water using ZnO nanoparticles. Journal of Luminescence. 2010;130(12):2327-31.
30.   Daneshvar N, Aber S, Dorraji MS, Khataee A, Rasoulifard M. Photocatalytic degradation of the insecticide diazinon in the presence of prepared nanocrystalline ZnO powders under irradiation of UV-C light. Separation and purification Technology. 2007;58(1):91-8.
31.     Su M, He C, Zhu L, Sun Z, Shan C, Zhang Q, et al. Enhanced adsorption and photocatalytic activity of BiOI–MWCNT composites towards organic pollutants in aqueous solution. Journal of Hazardous Materials. 2012;229–230:72-82.
32.  He R, Cao S, Guo D, Cheng B, Wageh S, Al-Ghamdi AA, et al. 3D BiOI–GO composite with enhanced photocatalytic performance for phenol degradation under visible-light. Ceramics International. 2015;41(3, Part A):351-357.
33. Li Y, Wang J, Yao H, Dang L, Li Z. Efficient decomposition of organic compounds and reaction mechanism with BiOI photocatalyst under visible light irradiation. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2011;334(1–2):116-22.

34.       Lima MJ, Leblebici ME, Dias MM, Lopes JCB, Silva CG, Silva AM, et al. Continuous flow photo-Fenton treatment of ciprofloxacin in aqueous solutions using homogeneous and magnetically recoverable catalysts. Environmental Science and Pollution Research. 2014:1-10.

35.       An T, Yang H, Li G, Song W, Cooper WJ, Nie X. Kinetics and mechanism of advanced oxidation processes (AOPs) in degradation of ciprofloxacin in water. Applied Catalysis B: Environmental. 2010;94(3):288-94.

36.       Paul T, Dodd MC, Strathmann TJ. Photolytic and photocatalytic decomposition of aqueous ciprofloxacin: transformation products and residual antibacterial activity. Water research. 2010;44(10):3121-32.

37.       Liu X, Lv P, Yao G, Ma C, Tang Y, Wu Y, et al. Selective degradation of ciprofloxacin with modified NaCl/TiO2 photocatalyst by surface molecular imprinted technology. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2014 1/20/;441(0):420-6.

38.       Guo H-G, Gao N-Y, Chu W-H, Li L, Zhang Y-J, Gu J-S, et al. Photochemical degradation of ciprofloxacin in UV and UV/H2O2 process: kinetics, parameters, and products. Environmental Science and Pollution Research. 2013;20(5):3202-13.

39.       de Lima Perini JA, Silva BF, Nogueira RFP. Zero-valent iron mediated degradation of ciprofloxacin–Assessment of adsorption, operational parameters and degradation products. Chemosphere. 2014;117:345-52.

وجود ندارد