بهبود سامانه هضم در آزمون اكسيژن مورد نياز شيميايي به كمك نانو ذرات نقره به منظور سنجش بارآلي فاضلاب صنايع داروسازي

Modification of Digesting System in Chemical Oxygen Demand Test with Silver Nano Particles for Determination of Organic Load in Effluent of Pharmaceutical Industries

مقدمه: سنجش دقيق بار آلي يكي از پارامتر هاي مهم و تعيين كننده در انتخاب طراحي فرايند تصفيه مناسب براي فاضلاب هاي خانگي و صنعتي به شمار مي رود. انجام آزمون اكسيژن خواهي شيميايي در نمونه هاي حقيقي همواره با تداخل عوامل مزاحم، هضم ناقص نمونه و مصرف بالاي مواد آلاينده محيط زيست روبرو بوده است. هدف از انجام اين مطالعه كاربردي- تحقيقي بهبود سامانه هضم در آزمون اكسيژن مورد نياز شيميايي به كمك نانوذرات نقره به منظور سنجش بارآلي پساب صنايع داروسازي است. روش بررسي: در اين پژوهش بجاي استفاده از سولفات نقره، از نانو ذرات نقره با اندازه متوسط 20 نانومتر در آزمون اكسيژن مورد نياز شيميايي استفاده شد و پس از بهينه سازي متغيرهايي همچون دما و زمان هضم و تعيين ميزان بهينه كاتاليست، كليه اعداد شايستگي براي روش پيشنهادي مشخص شد و در شرايط بهينه بار آلي پساب كارخانه داروسازي مشتمل بر فاضلاب بهداشتي و صنعتي و فاضلاب مخلوط اندازه گيري شد و كليه نتايج با روش مرجع مورد مقايسه قرار گرفت. يافته ها: نتايج اين بررسي نشان مي دهد كه تنها با بكارگيري 16 درصد از جرم نقره بكاررفته در روش مرجع مي توان به كارايي موثري از نظر هضم نمونه هاي فاضلاب داروسازي و برخي تركيبات شيميايي ديرهضم دست يافت. نتايج بررسي، حداقل دما و زمان لازم براي دستيابي به شرايط بهينه هضم را نشان مي دهد كه در حضور مقادير اندك نانو ذرات نقره، عمليات هضم در زمان 120 دقيقه در دماي بهينه 150 درجه سانتي گراد كامل مي شود. همچنين روش پيشنهادي از ميانگين انحراف استاندارد 03/4 و درصد خطاي 06/5 برخوردار است(12=n) كه در مقايسه با روش استاندارد از دقت و صحت بالاتري برخوردار است. مقادير حد تشخيص و حداندازه گيري به ترتيب 5 و 15 ميلي گرم در ليتر بودند و اين سيستم از دامنه خطي 15 تا 300 ميلي گرم در ليتر برخوردار است. نتيجه گيري: باتوجه به كارايي بسيار خوب سامانه بر هضم مواد آلي در حضور نانو ذرات نقره، در تعيين بار آلي نمونه هاي فاضلاب صنايع داروسازي و برخورداري از تكرارپذيري بالا، مطابقت داده ها با روش مرجع، دامنه خطي گسترده، بكارگيري مقادير بسيار كمتر نقره و سازگاري بيشتر با محيط زيست استفاده از اين روش براي سنجش بار آلي فاضلاب صنايع داروسازي و فاضلاب ساير صنايع مشابه پيشنهاد مي شود.

Background: Precise determination of organic load is one of the major and important parameters in selecting appropriate treatment process for industrial and domestic wastewaters. Performing chemical oxygen demand (COD) test in real samples is always subject to interferences, insufficient sample digestion and consuming high levels of chemical pollutants. The main aim of this scientific and applied research is modification of digesting system in COD test with silver nano particles for determination of organic load in effluent of pharmaceutical industries Methods: In this research silver nano-particles with 20nm in average size was used instead of silver sulfate in COD test. Optimizing some parameters such as digestion time, digestion temperature and catalyst dose was considered and the entire figure of merits was calculated for theproposed method. Then in optimized condition, the COD of pharmaceutical wastewater including domestic, industrial and mixed wastewaters were determined and their results were compared with the reference method. Results: The results reveal that with only 16 percent of silver mass in reference method, high efficient and throughput results can be obtained for digestion of pharmaceutical wastewater and some slow-digesting chemicals. Minimum level investigations for digestion time and temperature reveal that in optimized condition and in presence of silver nano particles, the digestion process can be completed in 120 min and 150 ?C respectively. The proposed method enjoyed a 4.03 in mean of RSD% and 5.06 in relative error (n=12) which were better than the reference method. The limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) was 5.0 and 15.0 mg/l respectively with a 15-300 mg/l dynamic linear range. Conclusion: Considering the efficiency of deterministic COD system based on digesting of organic compounds in the presence of silver nano particles for determination of organic load in pharmaceutical wastewater samples, as well as having high repeatability, compatibility with reference method, high dynamic range, consuming very low levels of silver mass and more environmental compatibility, it can be concluded that this test method can be used for determination of organic load in pharmaceutical wastewater and similar industries.