بررسی کارآیی فرایند نانو فتوکاتالیستی نور فرابنفش در حذف کلیفرم و کلیفرم مدفوعی از پساب تصفیه خانه بیمارستان .

آب   به عنوان یکی از عناصر اصلی در کره زمین محسوب می گردد که مدیریت آن برای انسان کار بسیار مهمی است (1). امروزه دلیل توسعه ه­ایی که در صنایع و کشاورزی انجام شده است بخش عمده ای از منابع آبی موجود  مصرف می­ شود و تبدیل به فاضلاب می گردد که علاوه بر بروز مشکلات مربوط به آن به منابع آبی نیز فشار زیادی وارد می­شود(2, 3). تخلیه فاضلاب­ های مختلف به محیط­ تاثیر زیادی بر روی محیط زیست طبیعی و در نتیجه بر روی زندگی انسان دارد(4). امروزه بخش مهمی از فاضلاب تولیدی در یک منطقه را فاضلاب بیمارستان  تشکیل می دهد که معمولا 5 تا 15 بار سمی­ تر از فاضلاب های شهری است  . این فاضلابها حاوی ضدعفونی­ کننده­ ها، مواد شوینده، مدفوع / ادرار، میکروارگانیسم ها ، مایعات بیولوژیکی، مواد دارویی، مواد رادیو اکتیو و بسیاری از مواد شیمیایی  می باشند(5). با  توجه به ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت اﻧﺠﺎم ﺷﺪه در ﻣﻮرد ﻓﺎﺿﻼب ﺑﯿﻤﺎرﺳﺘﺎﻧﯽ ﻣﺸﺨﺺ شده است که ﻣﻘﺪار ﮐﻠﯿﻔﺮم در ﻓﺎﺿﻼب ﺧﺎم ﺑﯿﻤﺎرﺳﺘﺎﻧﯽ در ﺣﺪود  300 هزار عدد در  هر 100ﻣﯿﻠﯽﻟﯿﺘﺮ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ ﮐﻪ ورود اﯾﻦ ﻣﻘـﺪار ﮐﻠﯿﻔـﺮم  ﺑﻪ ﻣﻨﺎﺑﻊ آب و ﻣﺤـﯿﻂ زﯾﺴـﺖ در ﺻﻮرت ﻋﺪم ﺗﺼﻔﯿﻪ ﻣﻨﺎﺳﺐ فاضلاب ﻣﯽﺗﻮاﻧـﺪ سبب بروز  بیماری های مختلفی در جامعه شود(6).  بنابراین به منظور محافظت از محیط زیست و همچنین صرفه­ جویی در منابع  آب شیرین  و جبران منابع آب در درازمدت تصفیه فاضلاب بیمارستانی و استفاده مجدد از آن، لازم و ضروری به نظر می­ رسد. در طی دهه­ های گذشته انواع مختلفی از استراتژی های عملی برای توسعه فن آوری های تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار گرفته است(7). به عنوان مثال، روش های تصفیه  بیولوژیکی متعارف که به طور موثر برای از بین بردن انواع مختلف آلاینده ها از فاضلاب در کوتاه مدت طراحی شده اند، اما این تکنیک ها معمولا می­تواند منجر به تولید آلودگی ثانویه شوند از این رو نیاز به کاربرد روش های پایدار و مناسب جهت  تصفیه آب  و فاضلاب ضروری به نظر می­ رسد (8). به طور کلی هدف از تصفیه آب و فاضلاب  حذف آلاینده های شیمیایی و اجزای بیولوژیکی موجود در آن است که معمولا  حذف هر نوع آلودگی میکروبی به طور مستقیم  به  پاسخ میکروبها  در برابر ضد عفونی کننده ها  بستگی دارد . از جمله این ضدعفونی کننده ها می توان به اکسیدان هایی مانند کلر  و ازن اشاره کرد (2). اگر چه این گندزداهای سنتی به شدت آلاینده­های میکروبی را تحت تاثیر خود  قرار می­ دهند  اما تمایل آنها برای تشکیل محصولات جانبی(DPD)  نیز زیاد است که می توانند اثرات نامطلوبی را بر  محیط زیست و  انسان داشته باشند (9). همچنین در مطالعات مختلف نشان داده است که  UV-C، UV-B و UV-A درفرآیند ضد عفونی میکروبی پساب تصفیه خانه ها نقش  موثری دارند اما  استفاده از این اشعه  می تواند بعد از حذف باکتری منجر به  رشد مجدد باکتری گردد  و استفاده از آنها به طور مداوم  می تواند اثرات  نامطلوبی را ایجاد کند(10). از این رو به کارگیری تکنولوژی های جدید و سازگار با محیط زیست  جهت ضد عفونی پساب ها امری ضروری و قابل تامل تلقی می شود (11). امروزه، فوتوکاتالیزورها به دلیل پتانسیل بالا و راندمان بالا  به عنوان یکی از گزینه های جذاب برای تصفیه فاضلاب  و حذف آلاینده های آلی و باکتریایی شناخته شده اند که کارایی آنها  به شدت تحت تاثیر  ماهیت فتوکاتالیست و منبع نور تابشی می باشد  به طور کلی، کاتالیزور می تواند  توسط یک فوتون با انرژی برابر و یا بالاتر از انرژی اشعه باند خود فعال  شود(12). در سال 1985 Matsunaga و همکاران TiO2 را به عنوان یک فوتوکاتالیست معرفی کردند و  مطالعات دیگر اثر ضدباکتریایی و ویروسی این نانو ذره را تایید نمودند(7). معمولا TiO2، به عنوان یک فوتوکاتالیست برای جذب نور و کاتالیز آب / اکسیژن معرفی می گردد که منجر به تولید اکسیژن های آزاد ( ROS ) می شود. ROS ها اکسیدان های بسیار فعالی هستند که قادر به غیرفعال سازی میکروارگانیسم ها، از جمله ویروس ها، باکتری ها، اسپورها و پروتوزوها می باشند ( 9). این نانو ذره به علت غیر سمی بودن، هزینه کم، خواص نوری و الکترونیکی، ثبات شیمیایی و توانایی اکسید کنندکی قوی  به طور گسترده­ای  جهت گندزدایی پساب مورد استفاده قرار می گیرد(13, 14). مکانیسم  اصلی  تخریب فتوکاتالیستی آلاینده ها با استفاده از  TiO2عبارت است از  ، جذب نور تابشی نزدیک به UV توسط TiO2، تشکیل جفت الکترون (e -)  حفره  (h +) و مشارکت الکترون و h + در واکنش های کاهش اکسیداسیون - احیا (15). هرچند ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﻣﺘﻌﺪد ﻧﺸﺎن داده­ اﻧﺪ ﻛﻪ ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﻓﺘﻮﻛﺎﺗﺎﻟﻴﺴﺘﻲ در ﺣﺬف ﻣﻴﻜﺮوارﮔﺎﻧﻴﺴﻢﻫﺎ ﻛﺎرآﻣـﺪ ﻣـﻲﺑﺎﺷـﺪ اما ﻫﻨﻮز ﺳﻮاﻻﺗﻲ درﺧﺼﻮص ﻛﺎراﻳﻲ آنﻫـﺎ در ﻧـﺎﺑﻮدی ﭘﺎﺗﻮژنﻫﺎ، ﺷﺮاﻳﻂ دﻗﻴﻖ دوز ﻣﺼﺮﻓﻲ، زﻣـﺎنﺗﻤـﺎس و ﺑـﺎرﻣﻴﻜﺮوﺑﻲ و اﻣﻜـﺎن ﻛـﺎرﺑﺮد آنﻫـﺎ ﺑـﺮای ﮔﻨـﺪ زداﻳﻲ پساب وﺟﻮد دارد. ﻟـﺬا ﻫـﺪف از اﻳـﻦ ﺗﺤﻘﻴـﻖ، ﻣﻄﺎﻟﻌـﻪ ﻛـﺎراﻳﻲ ﻓﺮآﻳﻨــﺪ ﻓﺘﻮﻛﺎﺗﺎﻟﻴﺴــﺘﻲ ﺑــﺎ ﻧــﺎﻧﻮذرات TiO2 در ﺣــﺬف کلیفرم و کلیفرم مدفوعی ﺑﻪﻋﻨﻮان ﺷﺎﺧﺺ آﻟـﻮدﮔﻲ ﻣﻴﻜﺮوﺑـﻲ از پساب تصفیه­خانه فاضلاب بیمارستان امیر المومنین شهر زاهدان و ﺑﺮرﺳﻲ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﺑﻌﻀﻲ از ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎ ﺑﺮ ﻛﺎراﻳﻲ این نانوذره ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ.

بررسی متون:

kis-Simantiris وﻫﻤﻜﺎران ﺑﺮای ﮔﻨـﺪزداﻳﻲ ﻓﺘﻮﻛﺎﺗﺎﻟﻴﺴﺘﻲ از ﻧﺎﻧﻮذرات TiO2  ﺑﺎ دوز 5/0 تا 1 ﮔـﺮم در ﻟﻴﺘﺮ ﺑﺮای آب ﻃﺒﻴﻌﻲ و ﻓﺎﺿﻼب اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﻮدﻧـﺪ . مطالعه آنها نشان داد که اﻓﺰاﻳﺶ غلظت ﻛﺎﺗﺎﻟﻴﺴﺖ از5/0 به 1 ﮔﺮم در ﻟﻴﺘﺮ ﻣﻮﺟﺐ ﺗﺸﺪﻳﺪ ﻧﺎﺑﻮدی ﺑﺎﻛﺘﺮیﻫـﺎ میﺷود . ﻫـﻢﭼﻨـﻴﻦ ﺑﻴﺎن داﺷﺘﻨﺪ ﻛﻪ اﻧﺘﺮوﻛﻮﻛﺴﻲﻫﺎ ﻧﺴﺒﺖ به ﻛﻠﻴﻔﺮمﻫﺎ ﻣﻘﺎوﻣـﺖ  بیشتری ﺑﻪ ﮔﻨﺪزداﻳﻲ ﺑﻪ روش ﻓﺘﻮﻛﺎﺗﺎﻟﻴﺴﺘﻲ ﻧﺸﺎن می­دهند(16).

در مطالعه ای که Ruth Belinda Domínguez-Espíndola و همکاران در سال 2016 برروی غیرفعال سازی فتوکاتالیستی کلیفرم کل در فاضلاب شهری با استفاده از Tio 2 و Tio 2- Ag انجام دادند مشخص گردید استفاده از نقره به همراه دی اکسید تیتانیوم خواص ضدمیکروبی این نانو ذره را افزایش می دهد به طوری که  استفاده از یک فیلم TiO2 / Ag در دمای 400 درجه سانتیگراد و پتانسیل سلولی 1.5 ولت می تواند باکتری کلیفرم  را بعد از تابش 6 دقیقه ای  اشعه ماورا بنفش  به صورت 100%مهار کند(17).

مطالعه Mohammad-Yousef Alikhani  و همکارانش بر روی حذف فتوکاتالیستی اشرشیا کلی از محلول های آبی با استفاده از اکسید روی  سنتز شده در سال 2013 نشان داد  با افزایش مقدار Zno به علت افزایش سایت های جذب روی سطح Zno  و همچنین افزایش تولید الکترون های آزاد میزان حذف فتوکاتالیستی  افزایش می یابد . بیشترین مقدار حذف E. coli در pH خنثی اتفاق می افتد در pH های پایین و بالا فعالیت فتو کاتالیستی اکسید روی کاهش می یابد . همچنین با افزایش غلظت اولیه E-coli میزان حذف کاهش می یابد زیرا E-coli مانع از رسیدن تابش اشعه ماورابنفش به سطح اکسید روی می گردد . همچنین نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان می دهد که اثر حذف E. coli از فرآیند ZnO / UV تقریبا 45٪ بهتر از UV تنها است بنابراین فتوکاتالیز UV / ZnO می تواند یک روش موثر برای ضدعفونی محلول های آبی آلوده به E-coli  باشد(18).

مطالعه jaehong و همکاران درخصوص غیرفعالسازی میکروبی نانوذره دی اکسید تیتانیوم  غنی شده با کربن تحت نور مرئی در سال 2016 نشان داد اثر نور مرئی به تنهایی و همچنین کاتالیست C-TiO2 به تنهایی در غیرفعالسازی تفاوت چندانی ندارد اما میزان غیرفعالسازی باکتری درحالت فتوکاتالسیتی بیشتر می باشد(19).

در مطالعه ای که رحمانی و همکارانش در سال 2009گندزدایی فتوکاتالیستی باکتری کلیفرم با استفاده از UV/Tio₂ انجام دادن مشخص شد که  راﻧـﺪﻣﺎن ﺣـﺬف ﻛﻠﻴﻔﺮم در ﺣﻀﻮر ﺗﺎﺑﺶ UV و ﺗﻤﺎس ﺑﺎ TiO2  ﺑﻪﺻـﻮرت ﻣﺠﺰا ﻛﻢﺗﺮ از ﺣﺎﻟـﺖ ﺗﻠﻔﻴﻘـﻲ TiO2+UV ﺑـﻮده به طوری که راﻧﺪﻣﺎن ﺣﺎﻟﺖ ﺗﻠﻔﻴﻘﻲ 4.5 ﺑﺮاﺑﺮ ﺣﺎﻟـﺖ نور ﺗﻨﻬـﺎ یا ﻛﺎﺗﺎﻟﻴﺴﺖ تنهااست. همچنین نتایج نشان داد در حالت تلفیقی با 7 pH=، زمان تماس 65-70 دقیقه و غلظت 8/0 نانوذره  کلیفرم به صورت 100 درصدی حذف می شود(20).

نتایج مطالعه Ibrahim El-seesy و همکارانش (در سال 2016) بر روی ضد عفونی خورشیدی آب آشامیدنی با بطری های پلی اتیلن ترفتالات نشان داد که راندمان حذف باکتری از محیط آبی با استفاده از بطری نیمه کدر آغشته شده به  اسید سیتریک به همراه نانوذره دی اکسید تیتانیوم ، بطری نیمه کدر بدون نانوذره و بطری رنگ روشن بدون نانو ذره به ترتیب 100، 97/7، 72/7 درصد می باشد . همچنین نتایج این مطالعه نشان داد با افزایش دما از 25 به 51 درجه سلسیوس و با افزایش زمان  قرار گرفتن در معرض نور UV از 1 ساعت به 3 ساعت تعداد باکتری در هر سه نوع  راکتور به تدریج کاهش می یابد(21).

مطالعه Danae Venieri و همکارانش در سال 2016 بر روی غیر فعالسازی استافیلوکوکوس اورئوس در محیط آبی با استفاده از فرایند فتوکاتالیستی نشان داد که  میزان غیر فعال سازی این باکتری  توسط دی اکسید تیتانیوم ادغام شده با فلزات مختلف به صورت زیر است  Fe-TiO2 > Al-TiO2 > Cr-TiO2 > P25 . نتایج حاکی از آن بود که آهن و آلومینیوم ادغام شده با دی اکسید تیتانیوم باعث کاهش 9/99 درصدی استافیلو کوکوس اورئوس تحت نور خورشید و مدت زمان 60 دقیفه می شوند(22).

Danae Venieri و همکارانش در سال 2017 مطالعه ای برروی غیرفعال سازی  کلبسیلا از فاضلاب با استفاده از کلر ، اشعه ماورابنفش ، دی اکسید تیتانیوم ادغام شده با کبالت و منیزیم در حضور نورخورشید طبیعی و مصنوعی انجام دادند و اثر کلی این ضدعفونی کننده ها را بر روی مقاومت آنتی بیوتیکی باکتری کلبسیلا مورد ارزیابی قرار دادند . نتایج به این صورت بیان گردید بود که دی اکسید تیتانیوم ادغام شده با کبالت و منیزیم در حضور نور خورشید مصنوعی > کلریناسیون با 5 میلی گرم بر لیتر از کلر > کلر آزاد> اشعه ماورابنفش در غیر فعالسازی کلبسیلا موثر هستند  همچنین نتایج نشان داد دی اکسید تیتانیوم در حضور نورخورشید عملکرد خوبی نداشته وتوانسته سلول باکتری را  2log  در مدت  زمان 60 دقیقه کاهش دهد در صورتی که نورخورشید مصنوعی 6 log باکتری را در زمان 30 دقیقه کاهش داده است(23).

نتایج مطالعه L. Rizzo و همکارانش بر روی ضدعفونی فاضلاب شهری توسط انرژی خورشیدی ، لامپ UV، و نانو ذره Tio2 در سال 2014 نشان داد بیشترین راندمان غیرفعال سازی باکتری در غیاب Tio2 بعد از 10 دقیقه تابش با استفاده از لامپ 250 وات UV  بود همچنین یک روند کاهش غیر فعال سازی در غلظت 0.1 و 2 گرم در لیتر  نانو ذره  دی اکسید تیتانیوم مشاهده گردید  (72.22،97.96 درصد ) .  بیشترین بازده غیرفعالسازی در شرایط نورخورشید مصنوعی پس از 10 دقیقه تابش ، در غلظت های پایین نانوذره دی اکسید تیتانیوم  (0.5 و 1 میلی گرم بر لیتر ) به دست آمد که میزان برابر 93.17 درصد بود(24).

در سال 2015 مطالعه ای توسط Kai Ouyang و همکارانش بر روی  گندزدایی فتوکاتالیستی اشرشیا کلی گونه O157:H7 توسط نانو ذره هیبرید شده  C70-TiO2 زیر نور مرئی (420 nm<)انجام شد که نتایج این مطالعه حاکی از آن بود غلظت باکتری توسط C70-TiO2در 2 ساعت اولیه تابش از 3×10⁸ به 38 CFU در هر میلی لیتر کاهش پیدا کرد و راندمان به 73% رسید با گذشت زمان و طی  24 ساعت  رشد این باکتری به طور کامل و 100 درصد مهار گردید(11).

احرامپوش و همکارانش  در سال 2018 مطالعه ای بر روی حذف رنگ راکتیو قرمز 198 از فاضلاب نساجی با استفاده از فرآیند فتوکاتالیستی Tio²/UV-C  انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که این فرآیند نسبت به فرآیند UV-C در حذف رنگ موثرتر است . ثابت تجزیه  فتوشیمیایی در pH اسیدی  0019/0 و در طی فرآیند تجزیه فتوکاتالیستی  0381/0 بر دقیقه می باشد تجزیه نوری و فتوکاتالیستی رنگ مورد نظر از مدل سنتیک درجه اول پیروی می کند . افزایش جرم Tio₂ از 4/0 به یک گرم منجر به افزایش راندمان از 8/97 به 100 می گردد . افزایش غلظت رنگ از 100 به 250 میلی گرم در لیتر و  pH  از 4 به 10 منجر به کاهش راندمان به ترتیب از 100 به 66/97 و از 100 به  6/94 می گردد بهترین راندمان در pH = 4 می باشد(25).

نتایج  مطالعه رقیه نوروزی و همکاران در سال 1390 بر روی  حذف فتوکاتالیستی اشریشیاکلی با استفاده از نانو ذرات اکسید روی فعال شده با اشعه UV-C حاکی از آن بود که  با افزایش زمان ماند و غلظت نانوذرات اکسید روی در حضور نورUV کارایی راکتور افزایش یافته و  در شرایط یکسان (7pH=  ، مدت زمان 30 دقیقه ، غلظت 8/0 گرم بر لیتر نانو ذرات اکسید روی و ولتاژ 27 ولت) بهترین کارایی از بین سه فرآیند (UV/ zno ، UV ،Zno ) مربوط به فرآیند UV/Zno می باشد . همچنین  نتایج نشان میدهد با افزایش تعداد باکتری درصد حذف کاهش می یابد . در شرایطی  که تعداد باکتری 10²  عدد در میلی لیتر  باشد راندمان حذف برای هریک از فرآیندها  به ترتیب 100%، 70%، 90% و در شرایطی که تعداد باکتری 10 ³  عدد در میلی لیتر باشد به ترتیب 99% ، 29%، 95% می باشد(26).

1. درصد حذف کلیفرم طی فرآیند فتوکاتالیستی با استفاده از غلظت­های مختلف نانو­ذره TiO₂  بدون نور UV و در زمان­های مختلف­ چقدر است  ؟
2. درصد حذف کلیفرم مدفوعی طی فرآیند فتوکاتالیستی بااستفاده از غلظت­های مختلف نانوذره TiO₂ بدون نور UV و در زمان­های  مختلف چقدر است  ؟
3. درصد حذف کلیفرم  طی فرآیند فتوکاتالیستی بااستفاده از غلظت­های مختلف نانو ذره TiO₂ در حضور نور UV و در زمان­های مختلف چقدر است ­ ؟
4. درصد حذف کلیفرم مدفوعی طی فرآیند فتوکاتالیستی بااستفاده از غلظت­های مختلف نانو ذره TiO₂ در حضور نور UV و  در زمان­های مختلف چقدر است­ ؟

تعیین کارآیی فرایند نانو فتوکاتالیستی نور فرابنفش در حذف کلیفرم و کلیفرم مدفوعی از پساب نصفیه خانه  بیمارستان.

1. تعیین درصد حذف کلیفرم طی فرایند فتوکاتالیستی بااستفاده از غلظت­های مختلف نانو ذره TiO₂  (0، 60، 120، 180 میلی گرم در لیتر )  بدون نور UV و در زمان­های مختلف  (15، 30، 60، 90 ،120 دقیقه)­.
2. تعیین درصد حذف کلیفرم مدفوعی  طی فرآیند فتوکاتالیستی بااستفاده از غلظت­های مختلف نانو ذره TiO₂  (0، 60، 120، 180 میلی گرم در لیتر ) بدون نور UV و  در زمان­های  مختلف  (15، 30، 60، 90 ،120 دقیقه)­.
3. تعیین درصد حذف کلیفرم طی فرآیند فتوکاتالیستی با استفاده از غلظت­های مختلف نانو ذره  TiO₂  (0، 60، 120 ، 180  میلی گرم در لیتر ) در حضور نور UV و  در زمان­های مختلف(15، 30، 60، 90 ،120 دقیقه)­.­.
4. تعیین درصد حذف کلیفرم مدفوعی طی فرآیند فتوکاتالیستی بااستفاده از غلظت های مختلف نانو ذره TiO₂ (0، 60، 120 ، 180  میلی گرم در لیتر )در حضور نور UV و در زمان­های مختلف­  (15، 30، 60، 90 ،120 دقیقه)­.

آب و فاضلاب 

محیط زیست 

بیمارستان ها 

فرایند فتوکاتالیست : تابش نور به ذرات کاتالیستی و انتقال الکترون از لایه ظرفیت به لایه هدایت نانو کاتالیست و تولید رادیکال هیدروکسیل

نانو ذرات Tio₂ : . ذرات دی اکسید تیتانیوم که در یک بعد دارای سایز کمتر از 100 نانومتر است

تجربی_ آزمایشگاهی

پساب  خروجی از حوض ته نشینی ثانویه (قبل از ورود  به حوض کلرزنی)  تصفیه­ خانه فاضلاب بیمارستان علی ابن ابیطالب (ع) شهر زاهدان.

ﺑﺎﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﻘﺎدﻳﺮ غلظت نانو ذره (0، 60، 120 ، 180 میلی گرم  در لیتر)، زمان های مختلف نمونه برداری (15، 30، 60، 90 ،120 دقیقه)­­. از آنجایی که آزمایش طی دو مرحله و در شرایط متفاوت (TiO2, TiO₂ – Light) صورت می­گیرد در ﻣﺠﻤـﻮع 40 ﻧﻤﻮﻧـﻪ تهیه و مورد آزمایش قرار می­گیرد.

کلیه نمونه ها از خروجی حوض ته نشینی ثانویه (قبل از ورود به حوض کلرزنی ) تصفیه خانه فاضلاب بیمارستان علی ابن ابیطالب شهر زاهدان  تهیه و به آزمایشگاه بهداشت محیط دانشکده بهداشت زاهدان منتقل خواهد شد .

بعد از اتمام کلیه مراحل آزمایش نمونه­های گرفته شده را به آزمایشگاه انتقال داده و آزمایش تخمیر 15 لوله ای  برروی هریک از آنها انجام می­گیرد در نهایت تعداد کلیفرم و کلیفرم مدفوعی نمونه ها از طریق فرمول MPN  تعیین می­شود.

 ابتدا نمونه ­ای از پساب فاضلاب بیمارستان امیرالمومنین تهیه و به آزمایشگاه بهداشت محیط انتقال داده می­شود .سپس:

مرحله اول :   به طور همزمان به چهار ظرف حاوی  نمونه پساب مقادیر مختلف  نانو ذره TiO₂  را برای ساخت غلظت های (0،60،120،180 میلی گرم در لیتر) اضافه می­کنیم و به مدت 20 دقیقه بر روی شرکر در یک محیط تاریک به منظور متعادل سازی و اختلاط قرار داده و هم میزنیم . بعد از آماده شدن نمونه ­ها آن­ها را در یک محیط تاریک و به دور از هیچ نوری قرار می دهیم . در زمان های مختلف (15، 30، 60، 90 ،120 دقیقه)­ از هریک از ظروف  به مقدار 1cc نمونه­ برداری  کرده و نمونه گرفته شده را با 9cc از سدیم کلرید یک دهم درصد رقیق می کنیم . رقت های مختلفی از نمونه را به دست آورده (0.1, 0.01,0.001,0.0001, 0.00001, 0.000001)  و از هرکدام به مقدار 1cc در محیط کشت  لاکتوز براث کشت می دهیم سپس  نمونه های کشت داده شده را  به مدت 48 ساعت در انکوباتور با دمای 37 درجه سلسیوس قرار میدهیم . تولید گاز در لوله درهام  و کدورت بالا در لوله نشان دهنده مثبت بودن آزمایش در مرحله احتمالی می باشد .

به منظور انجام مرحله تاییدی با لوپ استریل  دو قطره از نمونه های مثبت شده در مرحله احتمالی را به محیط کشت برلیان گرین و محیط کشت EC انتقال داده و  در آخر محیط های کشت برلیان گرین را در انکوباتور با دمای 37 درجه و به مدت 48 ساعت  و محیط های کشت EC را در بن ماری با دمای 44 درجه به مدت 24 ساعت قرار می دهیم . تولید گاز در لوله درهام نشان دهنده حضور کلیفرم و کلیفرم مدفوعی در نمونه می باشد . در نهایت با استفاده از فرمول  MPN تعداد کلیفرم و کلیفرم مدفوعی را تخمین میزنیم

مرحله دوم:  جهت بررسی تاثیر فرآیند فتو کاتالیستی TiO₂ – Light UV در حذف کلیفرم و کلیفرم مدفوعی  به چهار ظرف حاوی نمونه فاضلاب مقادیر مختلف نانو ذره TiO2  را جهت ساخت غلظت های (0، 60، 120 ، 180 )  اضافه می کنیم و به مدت 20 دقیقه بر روی شرکر در یک محیط تاریک به منظور متعادل سازی و اختلاط قرار داده و هم میزنیم. بعد از آماده­ سازی نمونه­ ها  آنها را تحت نور UV  با شدت 6 وات قرار می­ دهیم ودر زمان­های مختلف  (15، 30، 60، 90 ،120 دقیقه)­­ نمونه ­برداری انجام می­ دهیم.  در نهایت کلیه نمونه­ های تهیه شده راجهت تعیین تعداد کلیفرم و کلیفرم مدفوعی از طریق تست MPN  شرح داده شده در مرحله قبل مورد آنالیز قرار می­دهیم .

بعد از انجام آزمایشات تعداد کلیفرم و کلیفرم مدفوعی از طریق فرمول MPN تعیین و سپس بر اساس میزان راندمان حذف کارایی فرآیند نانو فتوکاتالیستی بررسی می شود .  برای رسم نمودارهای مربوطه از  نرم افزار اکسل استفاده می­شود

دفترچه راهنمای عمومی اخلاق در پژوهش‌های علوم پزشکی   دارای آزمودنی انسانی  در جمهوری اسلامی ایران

کد شماره 9 : 

در پژوهش‌های پزشکی که ممکن است به محیط زیست آسیب برسانند، باید احتیاط‌های لازم در جهت حفظ و نگهداری و عدم آسیب رسانی به محیط ریست انجام گیرد.

کد شماره 28 : 

در پایان پژوهش، هر فردی که به‌عنوان آزمودنی به آن مطالعه وارد شده است، این حق را دارد که درباره‌ی نتایج مطالعه آگاه شود و از مداخلات یا روش‌هایی که سودمندی‌شان در آن مطالعه نشان داده شده است، بهره‌مند شود.

کد شماره 29 :

پژوهشگران موظفند که نتایج پژوهش‌های خود را صادقانه ، دقیق، و کامل منتشر کنند. نتایج، اعم از منفی یا مثبت، و نیز منابع تأمین بودجه، وابستگی  سازمانی، و تعارض منافع – در صورت وجود – باید کاملاً آشکارسازی شوند. پژوهشگران نباید در هنگام عقد قرارداد انجام پژوهش، هیچ  گونه شرطی را مبنی بر حذف یا عدم انتشار یافته‌هایی که از نظر حمایت کننده‌ی پژوهش  مطلوب نیست، بپذیرند.

کد شماره30: 

نحوه‌ی گزارش نتایج پژوهش باید ضامن حقوق مادی و معنوی تمامی اشخاص مرتبط با پژوهش، از جمله خود پژوهشگر یا پژوهشگران، آزمودنی‌ها و مؤسسه‌ی حمایت کننده‌ی  پژوهش باشد.

ندارد

فتوکاتالیست  ، کلی فرم مدفوعی،  کلیفرم،  نانو ذره ، دی اکسید تیتانیوم

1.         Dalin C, Qiu H, Hanasaki N, Mauzerall DL, Rodriguez-Iturbe I. Balancing water resource conservation and food security in China. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2015:201504345.

2.         Gavrilescu M, Demnerová K, Aamand J, Agathos S, Fava F. Emerging pollutants in the environment: present and future challenges in biomonitoring, ecological risks and bioremediation. New biotechnology. 2015;32(1):147-56.

3.         Reddy PVL, Kavitha B, Reddy PAK, Kim K-H. TiO2-based photocatalytic disinfection of microbes in aqueous media: a review. Environmental research. 2017;154:296-303.

4.         Pirhashemi M, Habibi-Yangjeh A. Ultrasonic-assisted preparation of plasmonic ZnO/Ag/Ag2WO4 nanocomposites with high visible-light photocatalytic performance for degradation of organic pollutants. Journal of colloid and interface science. 2017;491:216-29.

5.         Sponza D, Alicanoglu P. Reuse and recovery of raw hospital wastewater containing ofloxacin after photocatalytic treatment with nano graphene oxide magnetite. Water Science and Technology. 2018;77(2):304-22.

6.         Emmanuel E, Perrodin Y, Blanchard J, Vermande P. Chemical, biological and ecotoxicological of hospital wastewater. J Sci Tech. 2001;2:31-3.

7.         Dong S, Feng J, Fan M, Pi Y, Hu L, Han X, et al. Recent developments in heterogeneous photocatalytic water treatment using visible light-responsive photocatalysts: a review. Rsc Advances. 2015;5(19):14610-30.

8.         Ganzenko O, Huguenot D, Van Hullebusch ED, Esposito G, Oturan MA. Electrochemical advanced oxidation and biological processes for wastewater treatment: a review of the combined approaches. Environmental Science and Pollution Research. 2014;21(14):8493-524.

9.         Wang W, Huang G, Jimmy CY, Wong PK. Advances in photocatalytic disinfection of bacteria: Development of photocatalysts and mechanisms. Journal of Environmental Sciences. 2015;34:232-47.

10.       Haaken D, Schmalz V, Dittmar T, Worch E. Limits of UV disinfection: UV/electrolysis hybrid technology as a promising alternative for direct reuse of biologically treated wastewater. Journal of Water Supply: Research and Technology-Aqua. 2013;62(7):442-51.

11.       Ouyang K, Dai K, Walker SL, Huang Q, Yin X, Cai P. Efficient Photocatalytic disinfection of Escherichia coli O157: H7 using C 70-TiO 2 hybrid under visible light irradiation. Scientific reports. 2016;6:25702.

12.       Fageria P, Gangopadhyay S, Pande S. Synthesis of ZnO/Au and ZnO/Ag nanoparticles and their photocatalytic application using UV and visible light. Rsc Advances. 2014;4(48):24962-72.

13.       Li Y, Ding H, Mao K, Wang D, Wang Q, Zhang W. Bactericidal activity of Ag nanoparticles decorated TiO2 microspheres and effects of water composition and extracellular polymeric substances. CLEAN–Soil, Air, Water. 2015;43(4):512-20.

14.       Wang H-W, Lin H-C, Kuo C-H, Cheng Y-L, Yeh Y-C. Synthesis and photocatalysis of mesoporous anatase TiO2 powders incorporated Ag nanoparticles. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2008;69(2-3):633-6.

15.       Devi LG, Kavitha R. A review on non metal ion doped titania for the photocatalytic degradation of organic pollutants under UV/solar light: role of photogenerated charge carrier dynamics in enhancing the activity. Applied Catalysis B: Environmental. 2013;140:559-87.

16.       Lydakis-Simantiris N, Riga D, Katsivela E, Mantzavinos D, Xekoukoulotakis NP. Disinfection of spring water and secondary treated municipal wastewater by TiO2 photocatalysis. Desalination. 2010;250(1):351-5.

17.       Domínguez-Espíndola RB, Varia JC, Álvarez-Gallegos A, Ortiz-Hernández ML, Peña-Camacho JL, Silva-Martínez S. Photoelectrocatalytic inactivation of fecal coliform bacteria in urban wastewater using nanoparticulated films of TiO2 and TiO2/Ag. Environmental technology. 2017;38(5):606-14.

18.       Alikhani M-Y, Lee S-M, Yang J-K, Shirzad-Siboni M, Peeri-Dogaheh H, Khorasani M-S, et al. Photocatalytic removal of Escherichia coli from aquatic solutions using synthesized ZnO nanoparticles: a kinetic study. Water Science and Technology. 2013;67(3):557-63.

19.       Shim J, Seo Y-S, Oh B-T, Cho M. Microbial inactivation kinetics and mechanisms of carbon-doped TiO 2 (C-TiO 2) under visible light. Journal of hazardous materials. 2016;306:133-9.

20.       Rahmani A, Samarghandi M, Samadi M, Nazemi F. Photocatalytic disinfection of coliform bacteria using UV/TiO2. Journal of research in health sciences. 2009;9(1):1-6.

21.       EL-Seesy IE, Kamel M, Khattab N, Hassan S. Solar Disinfection of Drinking Water with Polyethylene Terephthalate Bottles Coated with Nano-Titanium Dioxide. International Journal of Advanced Engineering Research and Science.3(7).

22.       Venieri D, Tournas F, Gounaki I, Binas V, Zachopoulos A, Kiriakidis G, et al. Inactivation of Staphylococcus aureus in water by means of solar photocatalysis using metal doped TiO2 semiconductors. Journal of Chemical Technology & Biotechnology. 2017;92(1):43-51.

23.       Venieri D, Gounaki I, Bikouvaraki M, Binas V, Zachopoulos A, Kiriakidis G, et al. Solar photocatalysis as disinfection technique: Inactivation of Klebsiella pneumoniae in sewage and investigation of changes in antibiotic resistance profile. Journal of environmental management. 2017;195:140-7.

24.       Rizzo L, Della Sala A, Fiorentino A, Puma GL. Disinfection of urban wastewater by solar driven and UV lamp–TiO2 photocatalysis: Effect on a multi drug resistant Escherichia coli strain. Water research. 2014;53:145-52.

.25 . احرامپوش م ح، قانعیان م ت ، غنی زاده ق ،رحیمی س. کاربرد فرآیند فتوکاتالیستیTio2/UV-C در حذف رنگ راکتیو قرمز 198 از فاضلاب سنتیک نساجی . فصل نامه علمی پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی یزد پاییز و زمستان 1390 دوره 10 (شماره 3و 4 ) : 81-69.

26. نوروزی ر، مهدی نژاد م م ، ظفرزاده ع. حذف فتوکاتالیستی اشریشیاکلی با استفاده  از اشعه فرابنفش و نانو ذرات اکسید روی.مجله علوم آزمایشگاهی پاییز و زمستان ،1390 دوره پنجم (شماره 2):61-52.

این پژوهش بررسی کارآیی فرایند نانوفتوکاتالیستی نور فرابنفش در حذف کلیفرم و کلیفرم مدفوعی از پساب تصفیه خانه بیمارستان را مورد مطالعه قرار می دهد. در این پژوهش از پساب تصفیه خانه فاضلاب بیمارستان امیرالمومنین نمونه برداری می شود سپس نمونه ها به آزمایشگاه دانشکده بهداشت منتقل می شود و اثر فرایند گندزدایی نانوفتوکاتالیستی بر روی حذف کلیفرم و کلیفرم مدفوعی بررسی می شود.

  ندارد

نتایج این مطالعه می تواند برای گندزدایی انواع پساب تصفیه خانه ها  فاضلابها و یا آبهای آلوده  مورد استفاده قرار گیرد

     ندارد

ندارد

این مطالعه در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد هزینه بر انجام می شود

ندارد

مطالعه محرمانه نیست و نتایج آن بصورت گزارش نهایی و مقاله انتشار خواهد یافت

ندارد

ندارد

        ندارد

ندارد