تجزیه آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین از محلولهای آبی با استفاده از فرآیند فتوکاتالیستی و سونوکاتالیستی بصورت مجزا و توام و در حضور نانوذرات اکسید منیزیم و اکسید مس

در طول چند سال گذشته، داروها به علت  ورود مستمر به اکوسیستم های آبی حتی در غلظت‌های پایین به عنوان یک مشکل زیست محیطی مطرح هستند(1). امروزه مصرف داروها به ویژه آنتی‌بیوتیک‌ها درحال افزایش می‌باشد. مصرف سالانه آنتی بیوتیک در جهان حدود 100 تا 200 هزار تن تخمین زده شده است(2, 3). از جمله دلایل اصلی تصفیه آنتی‌بیوتیک‌ها می‌توان به ایجاد مقاومت باکتریایی، قابلیت تجزیه‌پذیری پایین و حلالیت بالا و همچنین خاصیت تجمعی که دارند اشاره نمود که دراین صورت تهدید جدی برای سلامت انسان و حیوان به حساب می آیند (2, 4, 5). منابعی که باعث آزاد شدن آنتی‌بیوتیک‌ها به محیط ‌زیست ومنابع آبی می‌شوند شامل فاضلاب خانگی، پساب صنایع دارویی، فاضلاب بیمارستان و درمانگاه‌های دامپزشکی حیوانات اهلی، محصولات کشاورزی و حوض‌های پرورش ماهی و همچنین تخلیه‌های ناشی از فعالیت‌ها آزمایشگاهی و پژوهشی می‌باشند. که در غلظت‌های مختلف از نانوگرم درلیتر تا میلی‌گرم درلیتر در فاضلاب شهری و در برخی موارد تا چندمیلی گرم درلیتر در آبهای طبیعی و حتی آب آشامیدنی وجود دارند (6 و 7). از خانواده‌های بزرگ آنتی‌بیوتیکی، می‌توان به خانواده فلووکینولون اشاره نمود، از آنتی‌بیوتیک‌های مطرح در این خانواده که کاربرد گسترده‌ای در زمینه‌های درمانی دارند می‌توان سیپروفلوکساسین، افلوکساسین و نوروفلوکساسین را نام برد(8, 9). این آلاینده‌ها در ترکیب خود دارای اتم فلوئور می‌باشند که باعث ایجاد پایداری و ثبات آ نها شده به همین جهت به عنوان آلاینده مطرح میشوند (10) . در یکی از مطالعات اخیر که توسط ژا و همکاران انجام شد به منظور جذب سطحی آنتی بیوتیک از بنتونیت اصلاح شده با هگزا دسیل تری متیل آمونیوم استفاده شده است.(11) سیپروفلوکساسین به طور گسترده برای درمان عفونت‌های باکتریایی استفاده می‌شود(12). حضورسیپروفلوکساسین حتی در غلظت‌های کم خطرناک است و می‌تواند منجربه اثر سم شناسی در پاتوژن‌های غیرهدف، تغییر ساختار، غنای جلبک‌های موجود در منابع آبی، مداخله در فتوسنتز گیاهان و ایجاد ناهنجاری‌های مورفولوژیکی در گیاهان شود(13). سیپروفلوکساسین در فاضلاب و آبهای سطحی در غلظت کمتر از 1 نانوگرم درلیتر، در پساب بیمارستان غلظت بالاتر از150میکروگرم درلیتر وکارخانه داروسازی حدود 30میلی گرم درلیتر شناسایی شده است و همچنین این آنتی‌بیوتیک می‌تواند در لجن در غلظت 42/2 میلیگرم درکیلوگرم جذب شود (14). در راستای حذف این آلاینده‌ها روش‌های مختلفی از جمله روش‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مورد استفاده قرارگرفته است(15, 16). اما به دلیل عدم تجزیه کامل آلاینده‌ها، کارایی پایین، هزینه بالای سرمایه‌گذاری و راهبری و نگهداری دشوار، غالب روش‌ها  مقرون به صرفه نیستند (14).روش اکسیداسیون پیشرفته روشی ساده، کم هزینه، دارای راندمان بالاست که برای تجزیه و حذف آلاینده های آلی خطرناک، مقاوم و غیرقابل تجزیه بیولوژیکی در محیط‌های آبی مورد استفاده قرارگرفته است. مکانیسم اصلی فرایند اکسیداسیون شیمیایی تولید رادیکال‌های هیدروکسیل(OH) می‌باشد که قادر به تجزیه ترکیبات آلی پایدار می باشند (17, 18). این فرایند جهت حذف انواع مختلفی از آلاینده‌ها از جمله اسیدهیومیک(19)، فورفورال(20) و آنتی بیوتیک ها (21)استفاده شده است. فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته مختلفی از جمله ازن زنی(10)، تابش فرابنفش(18, 22)، فنتون(6)، تابش امواج اولتراسونیک(23) مورد استفاده قرار گرفته اند. در این میان تجزیه فتوکاتالیستی یک راه موثر به منظور حذف آنتی بیوتیک ها از محیط می باشد(24)که در این فرایند از نیمه هادی های مختلفی از قبیل Zn O (25)،(26)  TiO₂ ، Cd S (27)، ZrO₂ (28)استفاده شده است. فرآیند اولتراسونیک(US) نیز یکی از روش‌های اکسیداسیون پیشرفته بوده که دارای مزایای چون امنیت بالا، پاک بودن روش، عدم آلودگی ثانویه و راندمان نسبتاً مطلوب بخصوص برای ترکیبات آلی اشاره کرد(29-31). مکانیسم کلی فرایند US در اکسیداسیون آلاینده‌ها ایجاد حفره‌های بسیار ریز در اثر کاویتاسیون صوتی در آب بوده که این حفره‌ها ایجاد شده نقاط داغ (دما k°۵۰۰۰ و فشار atm۱۰۰۰) هستند و حاصل آن‌ها تشکیل رادیکال‌های OOH°، OH°، H° و O° هستد(32) .بنابراین به منظور افزایش راندمان حذف از فرایند تلفیقی فتوکاتالیست/سونوکاتالیست استفاده می گردد (33). نانو ذرات از آن جهت برای جذب ترکیبات آلی و انواع واکنش ها مناسب هستند که دارای سطح ویژه زیادی می باشند. در میان این نانو ذرات، نانو ذرات اکسید منیزیم  (Mg O) جزء اکسیدهای پایه است و دارای خصوصیات بارزی از جمله قابلیت دسترسی آسان، قیمت پایین، غیر فرار، غیر سمی، پایدار، قابلیت استفاده مجدد، ظرفیت جذب و واکنش پذیری بالا می باشد و کاربردهای وسیعی به عنوان کاتالیست، جذب دارد(34،35). به طوری که بذرافشان و همکاران به منظور حذف آنیلین در محلول های آبی از تجزیه فتوکاتالیستی با نانوذرات اکسید منیزیم استفاده کرده اند که راندمان حذف در شرایط بهینه 63/90% به دست آمده است(34). بنابراین هدف از انجام این مطالعه بررسی تجزیه فتوکاتالیست /سونوکاتالیست  آنتی‌بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین از محلول‌های آبی با استفاده از نانو ذرات اکسیدمنیزیم می‌باشد.

---در مطالعه ایی که توسط فردوس کرد مصطفی پور و همکاران  بر روی تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از نانوذرات اکسید مس در مجیط آبی انجام گرفت مقادر بهینه برای pH و نانوذره اکسید مس به ترتیب 7 و 0/7 گرم در لیتر بدست آمد در این مطالعه با افزایش غلظت ورودی آنتی بیوتیک در زمان بهینه 60 دقیقه راندمان حذف سیپروفلوکساسین کاهش پیدا کرد بطوری که تحت شرایط بهینه غلظت راندمان حذف 73 درصد بدست آمد (36).

---طبق مطالعه که بر روی تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک تتراسایکلین از محلولهای آبی بااستفاده از UV/TiO₂ و UV/TiO₂/H₂O₂ انجام شده است نتایج حاصل نشان داد که pH نقش مهمی در حذف آنتی بیوتیک تتراسایکلین در فرایند UV/TiO2  دارد با افزایش زمان تماس و غلظت TiO₂ راندمان حذف افزایش یافته ولی غلظت TiO₂ بیشتر از 1 گرم در لیتر و زمان تماس بیش از 90 دقیقه تاثیر چشمگیری در راندمان حذف ندارد حداکثر راندمان  حذف 91/4 درصد در pH=5 غلظت 1 گرم در لیتر TiO₂ غلظت اولیه 27 گرم در لیتر تتراسایکلین و زمان تماس 90 دقیقه بدست آمد (37).

----در بررسی که تحت عنوان کاربرد نانولوله کربنی چند جداره  برای حذف آموکسی سیلین   از محلولهای آبی انجام گرفته است نتایج حاصله نشان دهنده آن است که ماکزیمم جذب آموکسی سیلین  در PH برابر با 3 اتفاق می افتد و با افزایش دما میزان جذب افزایش یافته و بهترین ایزوترم و سینتیک جذب برای داده های تعادلی ایزوترم لانگمیر و سینتیک واکنش درجه دو می‌باشد  و بیشترین جذب برابر با 710 میلی گرم به ازای هر گرم جاذب است. همچنین با افزایش مقدار اولیه آموکسی سیلین  میزان کلی جذب توسط جاذب افزایش می یابد(38).

----در بررسی دیگری که تحت عنوان جذب آموکسی سیلین بوسیله کربن فعال  از محلولهای آبی  صورت گرفته است نتایج حاصله نشان دهنده آن است میزان حذف 86% در غلظت 50 میلی گرم در لیتر اتفاق می افتذ و شرایط بهینه برای جذب  PH برابر با  6 و زمان تماس 60 دقیقه و دز جاذب 1.6 گرم در لیتر می باشد همچنین نتایج نشان می دهد که با افزایش غلظت بیومس از 2/0 به  1.6 گرم در لیتر  درصد حذف از 45 درصد به 86درصد میرسد درحالیکه مقدار جذب از 69.9 میلی گرم به ازای هر گرم جاذب به 6.74 می رسد و بهترین ایزوترم و سینتیک جذب برای داده های تعادلی ایزوترم لانگمیر و سینتیک واکنش درجه دو می‌باشد(39).

----در بررسی دیگری که تحت عنوان حذف آمپی سیلین توسط نانوذره اصلاح شده انجام گرفت. نتایج حاصله نشان داد در زمان تماس بهینه 90 دقیقه،  در دز جاذب 1 گرم در لیتر، PH برابر با 3 میزان حذف 4/92 درصد می باشد  همچنین با افزایش دز جاذب میزان کلی جذب افزایش می یابد ولی در کل ظرفیت جذب جذب کاهش پیدا می کند همچنین بهترین سینیک برای سرعت واکنش، سینتیک درجه دو می باشد. میزان جذب بیشتر با مدل جذب لانگمیر مطابقت دارد(40).

---در بررسی دیگری که تحت عنوان جذب آنتی بیوتیک آموکسی سیلین توسط بنتونیت انجام گرفته است نتایج  حاصله نشان دهنده آن است که ماکزیمم حذف در pH  برابر با 3 بطور کلی زیاد و 2/35 میلی گرم به ازای هر گرم جاذب خواهد بود که با مدل لانگمیر مطابقت می کند همچنین نشان داده شده است که با افزایش غلظت آموکسی سیلین میزان جذب توسط جاذب کاهش پیدا می کند و غلظت مورد آزمایش از 10 تا 100 میلی گرم در لیتر متغیر می باشد و بیشترین مفدار جذب در غلظت 10 میلی گرم اتفاق می افتد(41).

---در بررسی دیگری که تحت عنوان جذب آنتی بیوتیک پنی سیلین توسط  جاذب عدسک آبی انجام گرفته است.در این مطالعه تاثیر پارامترهای مختلف مثل زمان تماس، pH ، غلظت اولیه پنی سیلین و دز بیومس بر عملکرد جاذب بررسی شد. نمو‌نه‌ها با دو بار تکرار مورد آزمون قرار گرفتند و مدلهای مختلف ایزوترم و سرعت واکنش جذب از طریق مقایسه ضریب رگرسیون تحلیل شد.  نتایج نشان داد که سطح ویژه جاذب 5/32 متر‌مربع در هر گرم جاذب می‌باشد. حداکثر جذب پنی سیلین در pH برابر با 3 و دز جاذب 4 گرم در لیتر و زمان تماس 75 دقیقه بدست آمد. با افزایش غلظت ‌پنی سیلین‌ از  10 تا 200 میلی‌گرم در لیتر، کارایی حذف، از حدود 99% به 65% کاهش یافت. نتایج مطالعه جذب بیشترین همبستگی را با مدل لانگمیر و سنتیک درجه دو نشان داد. همچنین وقتی دما از 20 تا 50 درجه سانتی‌گراد افزایش یافت ظرفیت جذب نیز از 11/31 میلی گرم به ازای هر گرم جاذب به 82/41 گرم به ازای جاذب رسید.(42).

1. تعیین pH بهینه  فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم  و مس چقدر است؟
2. تعیین pH بهینه  فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟
3. تعیین pH بهینه  فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟
4. تعیین pH بهینه  فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آنتی بیوتیک آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟
5. زمان ماند بهینه‌ی فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟
6. زمان ماند بهینه‌ی فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟
7. زمان ماند بهینه‌ی  فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آنتی بیوتیک آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟
8. زمان ماند بهینه‌ی  فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟
9. دوز کاتالیست بهینه در فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟
10. دوز کاتالیست بهینه در فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است.
11. دوز کاتالیست  بهینه در فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آنتی بیوتیک آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟
12. دوز کاتالیست بهینه در فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟
13. غلظت اولیه بهینه آنتی بیوتیک در فرایند تجزیه فتوکاتالیستی سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟
14. غلظت اولیه بهینه آنتی بیوتیک در فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟
15. غلظت اولیه بهینه آنتی بیوتیک در فرایند تجزیه سونوکاتالیستی سیپروفلوکساسین  با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟
16. غلظت اولیه بهینه آنتی بیوتیک در فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟
17. توان بهینه لامپ در فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟
18. توان بهینه لامپ در فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟
19. فرکانس اولتراسونیک بهینه در فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟
20. فرکانس اولتراسونیک بهینه در فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آنتی بیوتیک آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس چقدر است؟

تجزیه آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین از محلولهای آبی با استفاده از فرآیند فتوکاتالیستی و سونوکاتالیستی بصورت مجزا و توام و در حضور نانوذرات اکسید منیزیم و اکسید مس

1.  تعیین pH بهینه فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

2.  تعیین pH بهینه فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

3.  تعیین pH بهینه فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

4.  تعیین pH بهینه فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آنتی بیوتیک آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

5.  تعیین زمان ماند بهینه‌ی فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

6.  تعیین زمان ماند بهینه‌ی فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

 7. تعیین زمان ماند بهینه‌ی  فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آنتی بیوتیک آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

8.  تعیین زمان ماند بهینه‌ی  فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

9.  تعیین دوز کاتالیست بهینه در فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

10.    تعیین دوز کاتالیست بهینه در فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

11.     تعیین دوز کاتالیست بهینه در فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آنتی بیوتیک آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

12.   تعیین دوز کاتالیست بهینه در فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

13.   تعیین غلظت اولیه بهینه آنتی بیوتیک ها در فرایند تجزیه فتوکاتالیستی سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

14.    تعیین غلظت اولیه بهینه آنتی بیوتیک ها در فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

15.      تعیین غلظت اولیه بهینه آنتی بیوتیک ها در فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

16.  تعیین غلظت اولیه بهینه آنتی بیوتیک ها در فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

17.  تعیین توان بهینه لامپ در فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

18.   تعیین توان بهینه لامپ در فرایند تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

19.  تعیین فرکانس اولتراسونیک بهینه در فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

20.    تعیین فرکانس اولتراسونیک بهینه در فرایند تجزیه سونوکاتالیستی آنتی بیوتیک آموکسی سیلین با استفاده از نانو ذرات اکسید منیزیم و مس

اداره آب و 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

تجربی آزمایشگاهی

معیارهای ورود و خروج ذکر شود): محلول استوک(مقدار مشخص پودر آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین را برداشته و درون حجم مشخصی از آب مقطر ریخته) ، معیار ورود(نمونه سنتتیک شده که حاوی آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین می باشد).

با توجه به اینکه آزمایش از طریق یافتن بهینه ترین نقطه هر یک از متغیرها پیش می رود در نتیجه تعداد آزمایشات به شرح زیر است:

37 نمونه برای یک آنتی بیوتیک و یک نانوذره ،بنابراین برای دو آنتی بیوتیک 74 نمونه با یک نانودره خواهد بود و برای دو نانوذره تعداد نمونه برابر با 148 خواهد بود و با دو با تکرار تعداد نمونه به 296 خواهد رسید 

نمونه ها به صورت سنتتیک در شرایط آزمایشگاهی تهیه می شود.

پس از اتمام فرایند فتوکاتالیست /سونوکاتالیست  هر نمونه مورد ازمایش از فیلتر سرنگی عبور داده می شود سپس مقدار جذب آنتی بیوتیک با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر قرائت خواهد شد و با توجه به میزان درصد حذف آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین کارایی فرایند های انجام شده تعیین خواهد شد.

مواد و وسایل مورد نیاز:

آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین  : با خلوص 98%  از شرکت سیگما الدریچ

نانو ذرات اکسید منیزیم: قطر کمتر از 50 نانو متر، درصد خلوص 98 از شرکت سیگما آمریکا

اسید کلریدریک: اسیدکلریدریک یک دهم نرمال از شرکت Merch

سودسوزآور: سود  یک دهم نرمال از شرکت Merch

دستگاه اسپکتروفتومتر(Lnv-100A): به منظور تعیین میزان عبور یا جذب نور استفاده می شود.

لامپUV: از این لامپ جهت برخورد تابش مورد نیاز برای فرایند استفاده می شود.

PH متر (مدل MTT65): برای اندازه گیری و تنظیم PH نمونه ها استفاده می شود.

ترازوی دیجیتال(مدل KERN _{Anti-electrostatic}) :برای سنجیدن مقدار ماده مورد نظر استفاده می شود.

بشر و ارلن و بالن ژوژه  با حجم های متفاوت: برای انجام آزمایشات لازم می باشد.

فیلترسرنگی(قطر منافذ22/0 میکرومتر): برای جداسازی نانو ذرات از محلول استفاده می شود.

دستگاه اولتراسونیک

روش اجرا:

تمامی آزمایشات جذب به صورت تجربی- کاربردی می باشند که به صورت سیستم ناپیوسته انجام خواهند گرفت.از آنجایی که محلول های مورد استفاده در این مطالعه با افزودن غلظت های تعیین شده از آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسینو آموکسی سیلین به آب مقطر ساخته می شوند در ابتدا به منظور تهیه نمونه ها، محلول استوک با غلظت 500 میلی گرم بر لیتر توسط حل کردن 5/0 گرم پودر آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین در 1000 میلی لیتر آب مقطر آماده خواهد شد که به جهت جلوگیری از تغییرات غلظت محلول تهیه شده، در یخچال نگهداری می شود و همچنین محلول استوک به صورت هفتگی تهیه می شود.

برای انتخاب حداکثر طول موج مورد نیاز به منظور تعیین غلظت آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین در محلول باید یک محلول سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین تهیه گردد و پس از قرار دادن نمونه در سل دستگاه اسپکتروفتومتر(از جنس کوارتز) در محدوده طول موج مشخص اسکن شود و حداکثر طول موج تعیین خواهد شد.

به منظور تهیه منحنی کالیبراسیون، محلول استوک رقیق سازی خواهد شد و محلول هایی با غلظت5-15-25-35-45-55-65 آماده خواهد شد و سپس مقدار جذب محلول های مورد نظر توسط دستگاه اسپکتروفتومتر قرائت خواهد شد و با استفاده از نرم افزار Excel  منحنی کالیبراسیون تهیه خواهد شد.

نمونه های مورد نیاز برای مطالعه بر اساس بهینه سازی پارامترها تهیه خواهد شد.همچنین pH نمونه ها با استفاده از اسیدکلریدریک و سودسوزآور توسط pHمتر تنظیم خواهد شد سپس نمونه های ساخته شده در دستگاه اولتراسونیک تحت تابش لامپUV با توان تابشی 8-15-30 وات قرار خواهد گرفت.به‌ منظور اثر امواج صوتی بر فرایند حذف سیپروفلوکساسین از حمام آبی اولتراسونیک ساخت کشور چین با ظرفیت چهار لیتر که قابلیت تنظیم دما و تایمر را داشته با مشخصات ذکرشده استفاده خواهد شد و هنگام شروع آزمایش راکتور اولتراسونیک با آب مقطر پر شده تا سطح دستگاه آسیب نبیند. پس ازاتمام فرایند به منظور ته نشینی و جداسازی نانو ذرات، نمونه ها توسط سرنگ های یکبارمصرف برداشته و از فیلتر عبور داده خواهد شد. جهت  اندازه گیری میزان آنتی بیوتیک باقیمانده از دستگاه اسپکتروفتومتری در حداکثر طول موج بر حسب نانومتر استفاده خواهد شد. روش کار دستگاه اسپکتروفتومتر به این صورت است که ابتدا کالیبراسیون توسط آب مقطر انجام خواهد شد و دستگاه روی صفر تنظیم گردیده سپس با استفاده از آب مقطر به عنوان شاهد ادامه ازمایشات صورت خواهد گرفت. تمامی آزمایش ها در دمای محیط ازمایشگاه انجام خواهد گرفت.

در نهایت محاسبات مربوط به راندمان حذف انتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین از طریق معادله زیر تعیین خواهد شد:

Antibiotic Removal Efficiency %=C0-C1C0×100

C0: غلظت ورودی انتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین

C1:غلظت خروجی انتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین

نمودار مربوط به ارتباط  هر یک از متغیر ها نسبت به راندمان حذف با استفاده از نرم افزار Excel رسم میشود و مقدار بهینه برای هر متغیر تعیین خواهد شد.

در این طرح کد شماره 9  دفترچه   راهنمای عمومی اخلاق در پژوهش‌های علوم پزشکی دارای آزمودنی انسانی که مربوط به حفاظت از محیط زیست می باشد رعایت خواهد شد همچنین کدهای شماره  11 و 30 و 31 مربوط به ائین نامه اخلاقی پژوهش مروبط به همین راهنمای عمومی اخلاق در پژوهش‌های علوم پزشکی دارای آزمودنی انسانی رعایت خواهد شد. کدهای مربوطه به تفسیر  در زیر آورده شده است.

  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.

11. کمیته‌ی اخلاق در پژوهش علاوه بر بررسی و تصویب طرح‌نامه و دستورالعمل، این حق را دارد که طرح‌‌ها را در حین و بعد از اجرا را از نظر رعایت ملاحظات اخلاقی مورد پایش قرار دهد. اطلاعات و مدارکی که برای پایش از سوی کمیته‌ی اخلاق درخواست می‌شود، باید از سوی پژوهشگران در اختیار این کمیته گذاشته شود.

30. گزارش‌ها و مقالات حاصل از پژوهش‌هایی که مفاد این راهنما را نقض کرده‌اند، نباید برای انتشار پذیرفته شوند.
31. روش پژوهش نباید با ارزش‌های احتماعی، فرهنگی و دینی جامعه در تناقض باشد.

سوختن لامپ UV مورد استفاده در فرایند، در صورت امکان در دسترس بودن دولامپ یا امکان خرید سریع و جایگزین کردن لامپ

خرابی دستگاه اسپکتروفتومتر یا ایجاد خطا درآزمایش: وجود مسئول آزمایشگاه و اصلاح و رفع مشکلات

تجزیه فتوکاتالیستی-سونوکاتالیست- آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین- نانوذرات اکسید منیزیم

1.         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.

2.         Samadi M, Shokohi R, Harati R. Comparison of heterogeneous fenton process and adsorption process on magnetic nanocomposite for ciprofloxacin removal from aqueous solutions. J Qazvin Univ Med Sci. 2016; 20 (1): 4-13. Corresponding Address: Roya Harati, School of Public Health, Hamadan University of Medical Sciences, Shahid Fahmide Blvd, Hamedan, Iran Email: ghaed_mir@ yahoo com Tel.98-918.

3.         Roma M. Removal of Ciprofloxacin from Water using Adsorption, UV Photolysis and UV/H2O2 Degradation: Worcester Polytechnic Institute; 2011.

4.         Khoder M, Tsapis N, Huguet H, Besnard M, Gueutin C, Fattal E. Removal of ciprofloxacin in simulated digestive media by activated charcoal entrapped within zinc-pectinate beads. International journal of pharmaceutics. 2009;379(2):251-9.

5.         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.

6.         صمدی, شکوهی, هراتی. ارزیابی فرایند اکسیداسیون پیشرفته، فنتون هتروژن با نانوکامپوزیت مگنتیت سنتز شده Fe3O4/MWCNTs برای حذف آنتی‌بیوتیک سیپروفلوکساسین از پساب‌های صنعتی. فصلنامه علمی-پژوهشی آب و فاضلاب. 2016.

7.         Chen H, Gao B, Li H. Removal of sulfamethoxazole and ciprofloxacin from aqueous solutions by graphene oxide. Journal of hazardous materials. 2015;282:201-7.

8.         رحمانی ع, شعبانلو ا, مجیدی ص, صبا, آذز ط, پور م. بررسی کارایی فرایند ازن/پرسولفات در حذف آنتی‌بیوتیک سیپروفلوکساسین از پساب صنایع دارویی. فصلنامه علمی-پژوهشی آب و فاضلاب. 2016;27(1):40-8.

9.         Jiang J-Q, Zhou Z, Pahl O. Preliminary study of ciprofloxacin (cip) removal by potassium ferrate (VI). Separation and purification technology. 2012;88:95-8.

10.       RAHMANI A, MEHRALIPOUR J, SHABANLOO A, MAJIDI S. EFFICIENCY OF CIPROFLOXACIN REMOVAL BY OZONATION PROCESS WITH CALCIUM PEROXIDE FROM AQUEOUS SOLUTIONS. 2015.

11.       xing Zha S, Zhou Y, Jin X, Chen Z. The removal of amoxicillin from wastewater using organobentonite. Journal of environmental management. 2013;129:569-76.

12.       Wang Y, Ngo H, Guo W. Preparation of a specific bamboo based activated carbon and its application for ciprofloxacin removal. Science of The Total Environment. 2015;533:32-9.

13.       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.

14.       مجیدی, صبا, رحمانی, صمدی, شکوهی. تعیین کارایی فرآیند سونوالکتروفنتون در حذف آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین از محلول های آبی. مجله علمی پزوهشی دانشگاه علوم پزشکی ایلام. 2016;23(6):85-96.

15.       Salma A, Thoröe-Boveleth S, Schmidt TC, Tuerk J. Dependence of transformation product formation on pH during photolytic and photocatalytic degradation of ciprofloxacin. Journal of hazardous materials. 2016;313:49-59.

16.       Van Doorslaer X, Heynderickx PM, Demeestere K, Debevere K, Van Langenhove H, Dewulf J. TiO 2 mediated heterogeneous photocatalytic degradation of moxifloxacin: operational variables and scavenger study. Applied Catalysis B: Environmental. 2012;111:150-6.

17.       Kümmerer K. Antibiotics in the aquatic environment–a review–part I. Chemosphere. 2009;75(4):417-34.

18.       صفری, حسینی, کمانی, راد م, الدین ر, محوی. تجزیه فوتوکاتالیستی آنتی‏ بیوتیک تتراسایکلین از محلول‏ های آبی با استفاده از UV/TiO2 و UV/TiO2/H2O2. مجله سلامت و بهداشت. 2014;5(3):203-2013.

19.       GHANEIAN M, EHRAMPOUSH M, DEHVARI M, KHEIRKHAH M, ANVARI F, ASKARSHAHI M, et al. THE INVESTIGATION OF ELECTRON BEAM CATALYTICAL OXIDATION PROCESS EFFICIENCY WITH POTASSIUM PERSULFATE IN REMOVAL HUMIC ACID FROM  AQUEOUS SOLUTIONS. 2015.

20.       Zazouli MA, Ebrahimzadeh MA, Yazdani Charati J, Shiralizadeh Dezfoli A, Rostamali E, Veisi F. Effect of Sunlight and Ultraviolet Radiation in the Titanium Dioxide (TiO2) Nanoparticles for Removal of Furfural from Water. J Mazandaran Univ Med Sci. 2013;23(107):126-38.

21.       تیلکی د, رمضانعلی, قلیلو ع, مهدیه, ویسی, فرزانه. تجزیه فتوکاتالیستی بیس فنول A توسط نانو ذره اکسید روی از محیط های آبی. مجله دانشگاه علوم پزشکی مازندران. 2014;24(115):81-92.

22.       برجی ه, ناصری, زاده ن, رامین, محوی, جوادی. تجزیه فتوکاتالیستی فنل با استفاده فرایند UV/TiO2 غنی شده با آهن سه ظرفیتی از محیط های آبی. فصلنامه سلامت و محیط زیست. 2011;3(4):369-80.

23.       Mahvi A. Application of ultrasonic technology for water and wastewater treatment. Iranian Journal of Public Health. 2009;38(2):1-17.

24.       Huo P, Lu Z, Liu X, Liu X, Gao X, Pan J, et al. Preparation molecular/ions imprinted photocatalysts of La 3+@ POPD/TiO 2/fly-ash cenospheres: preferential photodegradation of TCs antibiotics. Chemical engineering journal. 2012;198:73-80.

25.       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.

26.       Liu X, Lv P, Yao G, Ma C, Tang Y, Wu Y, et al. Selective degradation of ciprofloxacin with modified NaCl/TiO 2 photocatalyst by surface molecular imprinted technology. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2014;441:420-6.

27.       Karunakaran C, Senthilvelan S. Solar photocatalysis: oxidation of aniline on CdS. Solar energy. 2005;79(5):505-12.

28.       Sherly E, Vijaya JJ, Selvam NCS, Kennedy LJ. Microwave assisted combustion synthesis of coupled ZnO–ZrO 2 nanoparticles and their role in the photocatalytic degradation of 2, 4-dichlorophenol. Ceramics International. 2014;40(4):5681-91.

29.       Krzeminska D, Neczaj E, Parkitna K. Application of Fenton reaction for supporting biological wastewater treatment from the dairy industry. Rocznik Ochrona Srodowiska. 2013;15:2381-97.

30.       Safari GH, Nasseri S, Mahvi AH, Yaghmaeian K, Nabizadeh R, Alimohammadi M. Optimization of sonochemical degradation of tetracycline in aqueous solution using sono-activated persulfate process. Journal of Environmental Health Science and Engineering. 2015;13(1):76.

31.       Shokouhi R, Poureshgh Y, Almasi H, Shabanloo A. Sonochemical Oxidation of Phenol using Persulfate Activated by Zerovalent Iron Nanoparticles in Aqueous Environments. Journal of Occupational and Environmental Health. 2016;2(1):7-17.

32.       Bazrafshan E, Noorzaei S, KordMostafapour F. Photocatalytic Degradation of Aniline in Aqueous Solutions Using Magnesium Oxide Nanoparticles. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences. 2016;26(139):126-36.

33.Yazdani M, Najafpoor A, Dehghan A, Alidadi H, Dankoob M,Zangi R, Saghi M, Navaei A. Performance evaluation of Advanced oxidation process US/UV/H2O2 on Removal of Tetracycline Antibiotic from Aqueous Solutions. Journal of Sabzevar University of Medical Sciences.2018; 1(96):1606-7487.

34.       Tajbakhsh M, Farhang M, Hosseini AA. MgO nanoparticles as an efficient and reusable catalyst for aza-Michael reaction. Journal of the Iranian Chemical Society. 2014;11(3):665-72.

35.       Mahdi-Ahmed M, Chiron S. Ciprofloxacin oxidation by UV-C activated peroxymonosulfate in wastewater. Journal of hazardous materials. 2014;265:41-6.

36.       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.

37.       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.

38.       Moussavi G, Mahmoudi M. Removal of azo and anthraquinone reactive dyes from industrial wastewaters using MgO nanoparticles. Journal of Hazardous Materials. 2009;168(2):806-12.

39.       Elsayed M. Ultrasonic removal of pyridine from wastewater: optimization of the operating conditions. Applied Water Science. 2015;5(3):221-7.

40.       Qi C, Liu X, Zhao W, Lin C, Ma J, Shi W, et al. Degradation and dechlorination of pentachlorophenol by microwave-activated persulfate. Environmental Science and Pollution Research. 2015;22(6):4670-9.

ندارد.