ارزيابي كاربرد فرآيند الكتروفنتون در حذف آموكسي سيلين از محلول‬هاي آبي

Evaluation of Electro-Fenton Process in Amoxicillin Removal from Aqueous Solutions

زمينه و هدف: آنتي بيوتيكها معمولاً از لحاظ تجزيه بيولوژيكي پايدار و فعال هستند، بنابراين آنها علاوه بر ايجاد پتانسيل اثرات منفي بر محيط و ارگانيسم ها، باعث مقاومت دارويي در انسان ميشوند. اين تحقيق با هدف ارزيابي كارايي فرآيند الكتروفنتون بمنظور حذف آموكسي سيلين از پساب دست ساز با استفاده از الكترود آهن در شرايط مختلف راهبري انجام گرفت. روش كار: مطالعه حاضر از نوع تجربي بوده و سلولي از جنس پلكسي گلاس با حجم 95/1 ليتر با دو الكترود آهن با ابعاد10×3×1/0سانتي متر (طول×عرض× ضخامت) استفاده گرديد. آزمايش ها با شرايط مختلفي از pH 3 تا 9، شدت جريان 6/16 تا mA.cm-250، H2O2 08/0 تا 33/0مول و غلظت آموكسي سيلين (AMX) 30 تا 120 ميليگرم بر ليتر در زمانهاي واكنش 10 تا 120 دقيقه انجام گرفت. سنجش نمونههاي AMX و آهن كل، به ترتيب با استفاده از طيف سنج نوري مستقيم (294 نانومتر) و فنانترولين (510 نانومتر) انجام گرفت. يافته ها: بالاترين سطح راندمان در pHاوليه 3، الكتروليتg/l 5/2، شدت جريان mA.cm-250، H2O2 16/0 مول، غلظت وروديmg/l 30 با زمان ماند 120 دقيقه، در حدود 94 درصد بدست آمد. بيشترين مقدار آهن خروجي در پساب فرايند mg/l 9/10براي زمان واكنش 80 دقيقه، شدت جريان mA.cm-2 6/41، pH 3، مقدار 16/0 مول پراكسيد هيدروژن و غلظت آموكسي سيلين mg/l 80 ثبت گرديد. نتيجه گيري: الكتروفنتون راندمان قابل قبولي در حذف AMX با بكارگيري الكترود آهن از پساب دست ساز در مقياس آزمايشگاهي در شرايط مربوط به اين مطالعه نشان داد. در عين حال راندمان براي غلظتهاي بالاتر از 50 غيرقابل قبول بود. با اين وجود پسابهاي صنعتي غلظت خيلي كمتري از مطالعه فوق دارند.

Background & Objectives: Antibiotics are usually stable and biologically active. They have potential negative effects on the environment and organisms and cause drug resistance in humans. This study carried out to assess the performance of the Electro-Fenton process to remove Amoxicillin (AMX) from synthetic solution by using iron electrodes at different operating conditions. Methods: In present experimental study a Plexiglas cell (1.95 liter in volume) with two iron electrodes of 10×3×0.1 cm was used. Experiments were carried out at different conditions i.e. pH of 3 to 9, current density of 16.6 to 50 mAcm-2, 0.08 to 0.33 mole of H2O2 and initial amoxicillin concentration of 30 to 120 mg L-1 at reaction time of 10 and 120 min. AMX samples and total iron were measured using direct optical spectrometer at 294 nm and phenanthroline method at 510 nm, respectively. Results: The highest efficiency of 94% was observed at; initial pH=3, electrolyte of 2.5 g L-1, current density=50 mAcm-2, H2O2 concentration=0.16 M, initial amoxicillin concentration of 30 mg L-1 with a retention time of 120 minutes. The highest concentration of iron in the effluent was recorded as 10.9 mg L-1 for a reaction time of 80 min, current density of 41.6 mA.cm-2, pH = 3, H2O2 concentration of 0.16 M and the amoxicillin concentration of 80 mg L-1. Conclusion: The Electro-Fenton method demonstrated acceptable removal efficiency using iron electrodes from synthetic effluent on a laboratory scale. However, the removal efficiency was unacceptable for amoxicillin initial concentrations higher than 50 mg L-1. But, industrial effluents usually contain much lower concentrations than that of tested levels.