كارايي آنزيم هورس راديش پراكسيداز (HRP) در حذف آنتي بيوتيك هاي تتراسايكلين وسيپروفلوكساسين ازفاضلاب مصنوعي

Removal efficiency of Enzyme Horseradish Peroxidase in Removal of Tetracycline and Ciprofloxacin from Synthetic Wastewater

سابقه و هدف: تاكنون روش‌هاي مختلفي براي حذف باقيمانده آنتي‌بيوتيك‌ها در محيط‌هاي آبي مورد مطالعه قرار گرفتند، در اين مطالعه كارايي سيستم آنزيمي هورس راديش پراكسيداز (HRP) در حضور آب اكسيژنه در حذف تتراسايكلين و سيپروفلاكساسين در يك سيستم ناپيوسته بررسي شد. مواد و روش‌ها: در يك مطالعه تجربي در مقياس آزمايشگاهي، اثر متغيرهاي زمان تماس، غلظت آب اكسيژنه، غلظت آنتي‌بيوتيك، غلظت آنزيم و pH واكنش بر كارايي آنزيم HRP خالص در حضور آب اكسيژنه بررسي شد. براي سنجش كارايي فرايند آنزيمي و باقيمانده آنتي‌بيوتيك‌ها پس از فرايند، غلظت آنتي بيوتيك ها بااستفاده از HPLC مجهز به يك ستون فاز معكوس (C-18، 5 درصد ميكرومتر، 4/6×250 ميلي‌متر) اندازه‌گيري شد. سرعت جريان 1ميلي‌ليتر در دقيقه وحجم تزريق 40 ميكروليتر بود. فازمتحرك تتراسايكلين TFA 1/0 مولار و متانول (60:40) بود كه در طول موج 254 نانومتر مورد استفاده قرار گرفت و فازمتحرك سيپروفلوكساسين استونيتريل 0/01 مولار و بافرفسفات (8:92) و طول موج 220 نانومتر بود. تمامي آزمايشات در سيستم ناپيوسته و در دماي آزمايشگاه انجام شدند. يافته‌ها: نتايج نشان داد در شرايط بهينه غلظت اوليه آنتي‌بيوتيك‌ها (mg/l 10)، زمان تماس 10 دقيقه، pH تتراسايكلين برابر 4 و pH سيپروفلوكساسين برابر 7، راندمان حذف آنتي‌بيوتيك تتراسايكلين وسيپروفلوكساسين به‌ترتيب 40 و 95 درصد بوده است. نتايج نشان دادكه راندمان حذف آنتي‌بيوتيك سيپروفلوكساسين بيش از دو برابر تتراسايكلين بود. استنتاج: فرآيند آنزيمي HRP آزاد در حضور آب اكسيژنه را مي‌توان به عنوان يك فرآيند موثر براي حذف آنتي‌بيوتيك‌هاي تتراسايكلين وسيپروفلوكساسين از فاضلاب استفاده كرد.

Background and purpose: So far, different methods have been used to remove residual antibiotics from aquatic environments. This study investigated the efficiency of enzyme horseradish peroxidase (HRP) in presence of hydrogen peroxide in removal of Tetracycline and Ciprofloxacin in a batch system. Materials and methods: In an experimental study on laboratory scale, the effects of contact time, concentrations of H2O2, the antibiotics, and enzyme, and reaction pH on the performance of pure HRP enzyme in the presence of H2O2, were investigated. To measure the efficiency of the enzymatic process, the residual antibiotics were measured using HPLC equipped with a reverse phase column (C-18, 5% micrometer, 250 * 4.6 mm). The flow rate was 1 ml/min and the injection volume was 40 μl. The mobile phase of Tetracycline was 0.1 M TFA- methanol (60:40) used at 254 nm and the mobile phase of ciprofloxacin was 0.01 M acetonitrile- phosphate (8:92) at 220 nm. All experiments were performed in a discontinuous system at laboratory temperature. Results: Removal efficiencies of Tetracycline and Ciprofloxacin were 40% and 95%, respectively, at 10 mg/l initial concentrations of antibiotics, 10-min contact time, Tetracycline pH= 4, and Ciprofloxacin pH= 7. The removal efficiency of Ciprofloxacin was two times more than that of Tetracycline. Conclusion: The free HRP could be used as an effective process in removing Tetracycline and Ciprofloxacin from wastewater.