حذف آنتی بیوتیک سفازولین با استفاده از رزین پلی انیلین-پلی اتیلن گلایکول از محیط آبی

سفازولین آنتی بیوتیکی پرمصرف در درمان عفونت های باکتریایی است که به شکل اصلی و یا متابولیزه شده از طریق تخلیه فاضلاب ها و پساب ها، وارد منابع آبی می شود. حضور آنتی بیوتیک ها در محیط می تواند باعث تاثیرگذاری بر روی پاتوژن های غیرهدف، تغییر ساختار، غنای جلبک های موجود در منابع آبی، مداخله بر فتوسنتز گیاهان و ایجاد ناهنجاری های مورفولوژی در گیاهان شود. روش های مختلفی برای حذف آنتی بیوتیک بررسی شد. در این میان جذب سطحی یکی از روش های مناسب است. بنابراین در این پژوهش، سنتز رزین پلی انیلین-پلی اتیلن گلایکول و ارزیابی عملکرد آن در حذف سفازولین توسط فرایند جذب سطحی بررسی شد. رزین پلی انیلین-پلی اتیلن گلایکول به روش پلیمریزاسیون شیمیایی تهیه شد. برای تعیین ویژگی های رزین سنتز شده از میکروسکوپ الکترونی عبوری، دستگاه گرما وزن سنجی و طیف سنج مادون قرمز استفاده شد. در این پژوهش تاثیر پارامترهای pH معادل ۲ تا ۸، مقدار جاذب ۱/۰ تا ۵ گرم، غلظت اولیه آنتی بیوتیک در مقدار ۱۰ تا ۱۰۰ میلی گرم در لیتر، زمان تماس ۱۵ تا ۱۲۰ دقیقه و دمای ۲۰ تا ۷۰ درجه سلسیوس، واجذب جاذب با اسید نیتریک و هیدروکسید سدیم، ترکیبات مزاحم کلرور و سولفات بررسی شد. ایزوترم های جذب لانگمیر، فروندلیچ، تمکین و سینتیک جذب تعیین شد. در تمامی مراحل برای تعیین غلظت سفازولین از دستگاه اسپکتوفتومتر استفاده شد و برای تعیین تاثیر یون های مداخله گر در حذف سفازولین و تایید نتایج اسپکت تعیین تاثیر یون های مداخله گر از دستگاه HPLC استفاده شد. زمان تماس ۶۰ دقیقه جاذب و سفازولین به دلیل کامل شدن ظرفیت جذب رزین پلی انیلین-پلی اتیلن گلایکول و کارایی بالای حذف به عنوان زمان بهینه انتخاب شد. با توجه به کارایی بالای حذف سفازولین در pH برابر ۵ به دلیل رقابت بین یون های -OH و مولکول های با بار منفی سفازولین به عنوان pH بهینه انتخاب شد. جاذب با مقدار ۳ گرم به دلیل افزایش بازدهی حذف با افزایش جاذب مصرفی و وجود تعداد زیاد مکان های جذب به عنوان جاذب بهینه انتخاب شد. حذف سفازولین در محدوده غلظت ۵۰،۲۰،۱۰، ۷۰ و ۱۰۰ میلی گرم در لیتر، آزمایش شد و نتایج نشان داد که با افزایش غلظت سفازولین میزان کارایی حذف از ۶۹ درصد به ۵۰ درصد به دلیل مکان های جذب بیشتری روی سطح جاذب درغلظت های کم که موجب می شود سفازولین به سرعت جذب و کارایی حذف افزایش یابد. نتایج آزمایش ها، تاثیر ترکیبات مزاحم را نشان داد که درصد حذف سفازولین در آب مقطر از ۴۶/۹۸ درصد به ۷۲/۷۲ درصد در آب شهری با وجود ترکیبات مزاحم کلرور و سولفات به دلیل تشکیل کمپلکس آنیون ها با سطح جاذب و تشکیل کمپلکس پایدار و ایجاد مانع برای جذب سفازولین کاهش یافت. نتایج احیای جاذب نشان داد که درصد حذف سفازولین بعد از ۶ مرحله توسط اسید نیتریک از ۹۹/۹۳ به ۵۵/۷۴ درصد و توسط سود از ۲۵/۴۱ به ۵۶/۲۱ درصد کاهش یافت. بر مبنای این نتایج می توان اظهار کرد که رزین پلی انیلین-پلی اتیلن گلایکول قابلیت خوبی برای حذف آنتی بیوتیک سفازولین از محیط های آبی دارد.

Keywords:

پلی آنیلین , پلی اتیلن گلایکول , سفازولین , متیل هگزیل ایمیدازولیوم هگزا فلوئور فسفات