بررسي تجزيه فتوكاتاليستي آنتي‌بيوتيك سيپروفلوكساسين با استفاده از نانوذرات اكسيد مس (CuO/UV) در محيط‌هاي آبي

Survey of Photo-catalytic Degradation of Ciprofloxacin Antibiotic Using Copper Oxide Nanoparticles (UV / CuO) in Aqueous Environment

زمينه و هدف: آلودگي آب در منابع سطحي و زير‌زميني مي‌تواند مشكلاتي براي سلامتي انسان ايجاد نمايد، در اين ميان، آنتي‌بيوتيك‌ها بدليل مقاومت باكتريايي از اهميت ويژه‌اي برخوردارند، به‌ طوري كه حتي در غلظت‌هاي كم منجر به مقاومت دارويي مي‌شوند. يكي از اين آنتي‌بيوتيك‌ها سيپروفلوكساسين مي‌باشد كه تا كنون روش‌هاي مختلفي براي حذف آن بكار گرفته شده است. از اين‌ رو، هدف از اين پژوهش، بررسي راندمان حذف سيپروفلوكساسين از محلول‌هاي آبي با استفاده از فرايند فتوكاتاليستي نانو‌ذره اكسيد مس بود. مواد و روش‌ها: اين مطالعه آزمايشگاهي در راكتوري با سيستم ناپيوسته انجام گرفت. تأثير پارامترهايي مانند pHمحلول (11-3)، دوز نانوذره (0/01-0/1گرم در ليتر)، زمان واكنش (120-15 دقيقه)، غلظت اوليه آنتي‌بيوتيك (10-200 ميلي‌گرم در ليتر) و توان لامپ (8 وات) مورد بررسي قرار گرفت. غلظت آنتي‌بيوتيك با استفاده از دستگاه اسپكتروفتومتري(LUV-100A) در حداكثر طول موج 276 نانومتر مورد سنجش قرار گرفت. يافته‌ها: مقادير بهينه براي pH و دوز نانوذره اكسيد مس، به ترتيب 7 و 0/07 گرم در ليتر بدست آمد. در اين مطالعه با افزايش غلظت ورودي آنتي‌بيوتيك در زمان بهينه 60 دقيقه راندمان حذف سيپروفلوكساسين كاهش پيدا كرد؛ به ‌طوري كه تحت شرايط بهينه غلظت، راندمان حذف برابر با 73% بدست آمد. نتيجه‌گيري: نتايج حاصل نشان داد كه فرايند فتوكاتاليستي نانو‌ذره اكسيد مس مي‌تواند به‌عنوان يك روش مؤثر و كارآمد در حذف آنتي‌بيوتيك سيپروفلوكساسين از محلول‌هاي آبي بكار گرفته شود.

Background and Objectives: Surface water and groundwater pollution can cause health problems for human. Antibiotics have special importance due to inducing bacterial resistance in a way that even in low concentrations can cause drug resistance. Ciprofloxacin is one of the antibiotics that various remediation methods have been, up to now, applied for. The objective of this study was to investigate ciprofloxacin removal efficiency from aqueous solutions by using CuO nanoparticles photocatalytic process. Materials and Methods: In this laboratory study, the effects of pH (3-11), nanoparticle dose (0.1-0.01 g/L), reaction time (15-120 minutes), initial antibiotic concentration (10-200 mg/L) and lamp power (8 watts) were assessed on ciprofloxacin removal efficiency in a batch photocatalytic reactor. Antibiotic concentration in output was measured by the spectrophotometer (LUV-100A) at the maximum wave length of 276 nm. Results: the optimum obtained pH and CuO nanoparticle dose were 7 and 0.7 g/lit respectively. In this study, at the optimum reaction time of 60 min, by increasing the concentration of ciprofloxacin the removal efficiency decreased. Under optimal conditions of concentration, the removal efficiency was 73%. Conclusion: On the basis of the obtained results, it can be concluded that CuO nanoparticles photocatalytic process can efficiently remove ciprofloxacin from aqueous solutions.