مطالعه كارايي و كينتيك تجزيه مترونيدازول توسط فرايند ازن زني كاتاليزوري در حضور نانوذرات اكسيد منيزيم

DEGRADATION EFFICIENCY AND KINETIC STUDY OF METRONIDAZOLE BY CATALYTIC OZONATION PROCESS IN PRESENCE OF MGO NANOPARTICLES.

چكيده پيش زمينه و هدف: محصولات دارويي به ويژه آنتي‌بيوتيك‌ها از جمله آلاينده‌هاي نوپديدي مي‌باشند كه به دليل خاصيت تجمعي، اثرات سو مختلف و ايجاد مقاومت‌هاي دارويي، نگراني‌هاي عمده‌اي را در كنترل محيط زيست ايجاد نموده‌اند. به عنوان نمونه‌اي از اين آنتي‌بيوتيك‌ها مي‌توان به مترونيدازول (MTN) اشاره نمود. از اين‌رو هدف اين پژوهش، بررسي راندمان حذف MTN از محلول‌هاي آبي با استفاده از فرايند ازن زني كاتاليزوري (COP)، در حضور نانوذرات MgO توليد شده به عنوان كاتاليست، تعيين گرديد. مواد و روش كار: تاثير فاكتورهايي مانند pH محلول (3– 12)، زمان واكنش، دوز كاتاليست (25/0– 4 گرم در ليتر) و غلظت اوليه مترونيدازول (1–40 ميلي‌گرم در ليتر) بر روي راندمان حذف مورد مطالعه قرار گرفتند. كينتيك تجزيه، بهبود قابليت تجزيه پذيري بيولوژيكي و ميزان معدني سازي فرايند نيز مورد بررسي قرار گرفتند. يافته‌ها: كينتيك تجزيه MTN بهترين سازگاري را با مدل درجه دوم كاذب (فرم خطي نوع دوم) داشت. pH و دوز كاتاليست بهينه نيز براي فرايند COP به ترتيب برابر با 10 و 25/0 گرم در ليتر بدست آمدند و تحت شرايط بهينه، حذف 40 ميلي‌گرم در ليتر مترونيدازول بعد از 20 دقيقه حاصل گرديد. بحث و نتيجه گيري: نتايج حاصل نشان دادند كه نانوذرات اكسيد منيزيم قابليت تسريع نمودن تجزيه MTN را دارد. همچنين فرايند COP با استفاده از نانوذرات MgO به طور قابل توجهي نسبت BOD5/COD را افزايش داده و موجب 94 درصد معدني‌سازي مي‌گردد

Background & Aims: Pharmaceutical products, particularly antibiotics, due to their cumulative and inappropriate effects and creating drug resistances, as inevitably pollutants, have been created a major concern in environmental control. Metronidazole (MTN) is one of these antibiotics. Hence, the aim of this study was investigation of MTN removal efficiency by catalytic ozonation process (COP) in presence of produced magnesium oxide nanocrystals as catalyst. Material & Methods: The influences of several operational factors for their effects on removal were evaluated, including solution pH (3-12), reaction time, MgO dosage (0.25-4 g/L) and initial MTN concentration (1-40 mg/L). Also degradation kinetic, biodegradability improvement and mineralization rate were studied for the COP. Results: For degradation kinetic the best compatibility was with pseudo-second order (liner type II) model. The optimum pH and MgO dosage for COP were determined to be 10 and 0.25 g/L, respectively. Under optimum condition the complete removal of 40 mg/L MTN solution was observed after 20 min. Conclusion: The results illustrate that MgO nanocrystals markedly accelerated the MTN degradation in and the COP significantly increased BOD5/COD ratio and caused 94% MTN mineralization. Key Words: Catalytic Ozonation, MgO nanoparticles, Metronidazole (MTN).