بررسي كارايي جاذب نانوكامپوزيت كيتوزان مغناطيسي-متاليك در حذف آنتي بيوتيك تتراسايكلين از محلولهاي آبي

Evaluation the efficiency of magnetic-metallic chitosan nanocomposite adsorbent in the removal of tetracycline antibiotic from aqueous solutions

زمينه و هدف: آنتي بيوتيك ها از طريق آلودگي منابع آبي به فاضلابهاي انساني و صنعتي سبب بروز مشكلات مختلف بهداشتي و زيست محيطي مي گردد و بنابراين به عنوان تهديد عمده براي سلامت انسان مطرح باشد. هدف اين مطالعه، تعيين كارايي جاذب نانوكامپوزيت كيتوزان مغناطيسي-متاليك در حذف آنتي بيوتيك تتراسايكلين از محلولهاي آبي مي باشد. روش تحقيق: در اين مطالعه كه از نوع مطالعات بنيادي-كاربردي بود آزمايش ها به وسيله دستگاه اسپكتروفتومتري انجام شد. در اين مطالعه از نانوكامپوزيت كيتوزان مغناطيسي-متاليك به عنوان جاذب آنتي بيوتيك استفاده شد كه كارايي نانوكامپوزيت كيتوزان مغناطيسي-متاليك با تغيير دادن متغير هايي از قبيل دما، زمان، PH ، غلظت نانوكامپوزيت كيتوزان مغناطيسي-متاليك، غلظت تتراسايكلين، غلظت هاي يونهاي مداخله كلرور، سولفات، كربنات مورد بررسي قرار گرفت. سنتز نانوكامپوزيت كيتوزان مغناطيسي-متاليك به روش هم ترسيبي بود. براي تعيين ايزوترم و سينتيك جذب از معادلات ايزوترم فروندليخ، لانگمير و تمكين استفاده شد. يافته ها: بهترين راندمان حذف آنتي بيوتيك در 6=pH و در زمان 90 دقيقه و برابر 23/91% بدست آمد. در pH هاي قليايي راندمان حذف تتراسايكلين به شدت كاهش يافت. با افزايش دوز جاذب از g/L 1/0 تا g/L 5/0، راندمان حذف آلاينده افزايش يافت و در زمان 90 دقيقه، از 24/71% به 2/96% رسيد. با افزايش غلظت آلاينده بين mg/L30-5، راندمان حذف آلاينده از 4/93% به 7/53% كاهش يافت. حضور يونهاي مداخله گر داراي اثر كاهشي بر راندمان حذف آلاينده تتراسايكلين داشته كه راندمان حذف از 23/91% در زمان 90 دقيقه (در حالت بدون حضور يونها) به 18/70% (براي يون كلرور)، 96/65% (براي يون كربنات) و 2/54% (براي يون سولفات) گرديد. نتيجه گيري: در نهايت، استفاده از جاذب نانوكامپوزيت كيتوزان مغناطيسي شده بي متاليك در حذف آنتي بيوتيك تتراسايكلين توصيه مي شود.

Background and Objective: Antibiotics are considered due to health and environmental problems and therefore they counted as a major threat to human health. The aim of this study was to determine the absorption efficiency of magnetic-chitosan nanocomposite in the removal of antibiotic tetracycline from aqueous solutions. Materials and Method: In this study, the experiments were performed by spectrophotometer. The magnetic-chitosan nanocomposite were considered as an antibiotic adsorbent which its adsorption efficiency was measured by changing the variables such as temperature, time, PH, dosage of magnetic-chitosan nanocomposite, concentration of tetracycline, concentration of interactive ions of chlorine, sulfate and carbonate. Synthesis of magnetic-chitosan nanocomposite was based on co-precipitation method. The Freundlich, Langmuir and Temkin isotherms were used to determine the isotherm and the absorption kinetics. Results: The results showed that the best antibiotic removal efficiency was obtained at pH = 6. The highest removal efficiency was obtained at 90 minutes and equal to 91.23%. Moreover, the removal efficiency of tetracycline was significantly reduced in alkaline pH. Also, by increasing the absorbent dose from 0.1 g/L to 0.5 g/L, the removal efficiency of the pollutant increased from 72.24% to 90.22% at 90 minutes. In addition, with an increase in pollutant concentration between 5-30 mg/L, the removal efficiency of the pollutant decreased from 93.4% to 53.7%. In order to study the thermodynamics of the tetracycline pollutant absorption process by magnetic-chitosan nanocomposite, the removal efficiency of the pollutant dropped from 91.23% to 45.1% at 20, 30 and 45 degrees of Celsius. The presence of interfering ions has a decreasing effect on the removal efficiency of tetracycline, which the removal efficiency were reduced from 91.23% at 90 minutes (in the absence of ions) to 70.16% (for chlorine ion), 65.96% (for ion Carbonate) and 54.2% (for sulfate ions). Conclusion: Finally, the use of magnetic- chitosan nanocomposite adsorbent is recommended in the removal of antibiotic tetracycline.