بررسي تجزيه فتوكاتاليستي در حذف آنتي بيو تيك سيپروفلوكساسين با استفاده از نانوكامپوزيت مغناطيسي شدهCr:ZnO

دانشگاه علوم پزشكي كردستان

مهندسي بهداشت محيط

مقدمه: تخليه سيپروفلوكساسين بدون توجه به تصفيه مناسب به داخل منابع آبي مي¬تواند مشكلات گسترده¬اي را براي انسان و بوم¬سازگان به همراه داشته باشد. بر اين اساس، حذف و كاهش غلظت سيپروفلوكساسين قبل از تخليه به محيط امري ضروري است. تصفيه فتوكاتاليستي توسط ZnO مغناطيسي شده به دليل خاصيت فتوكاتاليستي بالاي ZnO در تجزيه آلاينده¬هاي مقاوم و تركيبات آلي پيچيده و جداسازي آسان و ارزان قيمت از پساب بسيار مورد توجه قرار گرفته است. بنابراين مطالعه حاضر با هدف تجزيه فتوكاتاليستي درجهت حذف آنتي بيوتيك سيپروفلوكساسين با استفاده از نانوكامپوزيت مغناطيسي Cr:ZnO انجام شد. مواد و روش¬ها: اين مطالعه توصيفي-تحليلي به صورت تجربي و در مقياس آزمايشگاهي انجام شد. جامعه مورد مطالعه نمونه آب حاوي سيپروفلوكساسين با غلظت¬هاي مختلف بود. حجم نمونه براساس نرم افزار طراحي آزمايش با توجه به غلظت اوليه سيپروفلوكساسين ،pH اوليه، مقدار كاتاليست و زمان تماس در كل 58 نمونه محاسبه شد. ابتدا نانوذرات و نانوكامپوزيت¬هاي Cr:ZnO و Cr:ZnO/Fe3O4 با درصد جرمي 5/0 تا 5/1% توسط روش هيدروترمال ملايم سنتز شد. نانومواد سنتز شده توسط آناليزهاي SEM، EDS، FTIR، DLS، Zeta، BET و XRD تعيين مشخصه گرديد. سپس فرآيند تجزيه فتوكاتاليستي تحت تابش نور UV انجام شد. يافته¬ها: آناليزهاي انجام شده خلوص و تشكيل ساختار كريستالي نانوذرات Cr:ZnO و نانوكامپوزيت¬هاي Cr:ZnO/Fe3O4 را تأييد كرد. پتانسيل زتا به طوركلي براي نانومواد سنتز شده بين 30 تا 40- الكترون ولت بود. پايين¬ترين گاف انرژي مربوط به 0.5% Cr:ZnO با ميزان 8/2 الكترون ولت بود. افزايش همزمان غلظت كروم و غلظت آنتي بيوتيك باعث كاهش كارايي تخريب نوري شد. زمان تابش طولاني مدت با غلظت¬هاي بالاي آنتي بيوتيك باعث كاهش راندمان حذف شد. افزايش دوز نانوذرات و زمان تابش راندمان تجزيه را افزايش داد. غلظت آنتي بيوتيك و زمان تأثير معنادار بر متغير پاسخ داشتند. بهينه¬ترين حالت دوز 3 گرم در ليتر فتوكاتاليست 1.5% Cr:ZnO/Fe3O4 در مدت زمان 120 دقيقه، و غلظت 30 ميلي گرم در ليتر سيپروفلوكساسين بود كه راندمان 92% براي آن بدست آمد. راندمان تخريب سيپروفلوكساسين توسط فتوكاتاليست 1.5% Cr:ZnO/Fe3O4 در بهينه¬ترين حالت و در حضور ارتقا¬دهنده H2O2 برابر با 100% بود. ميزانC/C0 براي COD در بهينه¬ترين حالت پس از مدت زمان 120 دقيقه برابر با 31/0 يا 31% بود. نتيجه¬گيري: غلظت آنتي بيوتيك و زمان واكنش به¬طور قابل¬توجهي بر ميزان حذف آلاينده تأثير مي¬گذارد، در حالي¬كه اثر ساير عوامل و اثرات متقابل ناچيز است. راندمان تخريب سيپروفلوكساسين توسط فتوكاتاليست 1.5% Cr:ZnO/Fe3O4 در بهينه¬ترين حالت بود. افزودن ارتقا¬دهنده H2O2 به فتوكاتاليست منجربه افزايش راندمان فتوكاتاليستي شد. مواد راديكال خوار و مخصوصا يون NO3- موجب كاهش راندمان تخريب سيپروفلوكساسين توسط فتوكاتاليست¬¬ها شد. راندمان تجزيه همزمان COD با سيپروفلوكساسين بالا بود. كليدواژه¬ها: آنتي¬بيوتيك، سيپروفلوكساسين، تجزيه نوري، ZnO، فتوكاتاليست، روش سطح پاسخ، Cr:ZnO، Cr:ZnO/Fe3O4

236986

دانشگاه علوم پزشكي كردستان

بهداشت محيط

بهداشت

دانشگاه علوم پزشكي كردستان

بهزاد شاهمرادي