حذف مترونيدازول با استفاده از پرسولفات فعال شده با ازن در حضور امواج فراصوت در محيط هاي آبي

Removal of Metronidazole Using Ozone Activated Persulfate from Aqua Solutions in Presence of Ultrasound

سابقه و هدف: مترونيدازول از جمله فراورده هاي داروئي است كه به دليل گستردگي مصرف و مقاومت در برابر تجزيه بيولوژيكي از آلاينده هاي مهم در محيط به شمار مي رود. لذا اين مطالعه به منظور بررسي امكان حذف اين ماده آلي با استفاده از فرايند فعال سازي پرسولفات با استفاده از ازن در حضور امواج فراصوت مورد بررسي قرار گرفته است. مواد و روش ها: اين مطالعه در مقياس آزمايشگاهي و در سيستم ناپيوسته با استفاده از راكتور حاوي مولد امواج فراصوت در فركانس 40 كيلوهرتز و سيستم توليد ازن به ميزان 0/5 گرم در ليتر انجام شد. تاثير پارامترهاي بهره برداري نظير pH محلول (11-3)، غلظت پرسولفات (100 تا 1000 ميلي گرم در ليتر)، غلظت اوليه مترونيدازول (5 تا 30 ميلي گرم در ليتر)، تغييرات شدت يوني (0/13 تا 1/03 گرم در ليتر) و تاثير ترت بوتانل در عملكرد فرايند مورد بررسي قرار گرفت. هم چنين ميزان معدني سازي از طريق اندازه گيري COD تعيين شد. غلظت مترونيدازول با استفاده از دستگاه اسپكتروفتومتر در طول موج 320 نانومتر اندازه گيري شد. يافته ها: نتايج حاصل از اين مطالعه نشان داد كه با افزايش pH محلول از 3 تا 11 كارائي، حذف ماده آلي كاهش يافت، به نحوي كه بيش ترين حذف مترونيدازول در pH هاي 3 و 5 به ترتيب برابر با 92 و 90 درصد در زمان تماس 60 دقيقه به دست آمد. كارايي حذف مترونيدازول به غلظت اوليه پرسولفات بستگي داشته و بيش ترين حذف ماده آلي در غلظت هاي اوليه 500 و 750 ميلي گرم بر ليتر به ترتيب به ميزان 94/7 و 95 درصد حاصل و در مقادير بيش از آن راندمان حذف كاهش يافت. نتايج بيانگر آن بود كه با افزايش غلظت اوليه مترونيدازول، ميزان حذف كاهش يافت. هم چنين تغييرات شدت يوني بر عملكرد فرايند، تاثير نداشت. بر اساس ديگر نتايج اين مطالعه، بيش ترين راديكال فعال در اين فرايند، راديكال پرسولفات بود. ميزان حذف COD در شرايط بهينه بهره برداري، 56 درصد بود. استنتاج: استفاده از فرايند فعال سازي پرسولفات با استفاده از ازن در حضور امواج فراصوت به ميزان قابل توجهي مي تواند مترونيدازول را حذف و به عنوان يك روش كارآمد به تنهائي يا به عنوان پيش تصفيه مورد استفاده قرار گيرد.

Background and purpose: Metronidazole is a serious environmental pollutant due to high consumption and persistence in biological degradation. This study aimed at removal of metronidazole using ozone (O3) activated persulfate (PS) in presence of ultrasound (US). Materials and methods: A laboratory scale study was carried out in batch reactor using US irradiation and O3 generator apparatuses. The effects of operating parameters such as pH of the solution, different initial concentrations of persulfate, initial metronidazole concentration, different ion strength, and radical scavenger were evaluated. Metronidazole concentration was determined using DR-5000 Spectrophotometer in 320 nm wavelength. Results: The results showed that removal of metronidazole decreased by increasing the pH of solution from 3 to 11. The removal rate of metronidazole was dependent on initial PS dosages and the highest rate of removal was found in 500 mg/l (94.7%), but in higher concentrations the removal rate decreased. Also, the metronidazole removal rate decreased by increase in initial concentration of metronidazole. The COD removal rate in optimum condition was 56%. Conclusion: Activation of PS by US/O3 process could serve as a novel treatment for removal of metronidazole in aqueous solution.