Β-laktam grubu bazı antibiyotiklerin elektrokimyasal olarak arıtılabilirliğinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, Ampisilin (AMP) antibiyotik içeren sentetik atık su örneklerinin elektrokimyasal oksidasyon ile atık su arıtma proseslerinde sınırlı kullanım sahip yeni nesil ve stabil Sn/Sb/Ni-Ti anotların uygulanabilirliği araştırılmıştır. Sentetik atıksu, 0.05 g AMP antibiyotiği 1000 ml ultra-saf suda çözülerek hazırlanmıştır ve 24 saat boyunca karanlık ve soğuk bir yerde ± 4 bekletilmıştir. Ampisilin giderim etkinliği, Ultra-Performans Sıvı Kromatografisi (UPLC) kullanılarak ölçülmüştür. Tuz türü ve konsantrasyonu (NaCl: 1000-2500, KCl: 250-1000 mg/L), pH (3-10) ve akımsal yoğunluk (10-50 mA/cm2 ) gibi bir çok parametrenin değerlendirilmesine rağmen, KOİ, TOK, ve AMP elektrokimyasal giderimi için en etkili parametre tuz türü ve konsantrasyonu olarak tespit edilmiştir. Bu çalışmada iki farklı tuz türü kullanılmıştır: Sodyum Klorür NaCl ve Potasyum Klorür KCL, ancak NaCl ile karşılaştırıldığında, KCl varlığında KOİ, TOK, ve AMP giderimi daha verimli ve avantajlı olduğu gözlenlenmiştir. 750 mg/L KCL varlığında (pH 8,1 ve 50 mA/cm2 akımsal yoğunluk) KOİ, TOK, ve AMP sırasıyla 60 ve 5 dk sonra tamamen giderilmiştir, ancak 2000 mg/L NaCl konsantrasyonunda (pH 8,1 ve 50 mA/cm2 akımsal yoğunluk) KOİ, TOK ve AMP sırasıyla 120 ve 5 dakikada tamamen giderilmiştir. Sonuç olarak, KOİ, TOK, ve AMP giderimi için optimum koşullar 750 mg/L KCl, pH 8,1 ve 50 mA/cm2 akımsal yoğunluk olarak seçilmiştir. AMP molekülündeki azot ve organik karbonun salınması ve mineralleşmesi, anodik oksidasyonun bir sonucu olarak ortaya çıkmıştır.

In this study, we investigated the electrochemical oxidation of synthetic wastewater samples containing ampicillin antibiotic (AMP) with new generation and stable Sn/Sb/Ni-Ti anodes, which have limited usage in wastewater treatment processes. Ampicillin solution of 0.05 g/L was prepared and incubated for 24 hours in a dark and cold place at ±4 0C. Ampicillin removal efficiency was measured using UltraPerformance Liquid Chromatography (UPLC). Although several parameters have been evaluated such as salt type and concentration (NaCl: 1000-2500 mg/L, KCl: 250-1000 mg/L), pH (3-10) and current density (10-50 mA/cm2 ), salt type and concentration has been detected as the most effective parameter for electrochemical removal of COD, TOC and AMP. Two different type of salts were used in this study: Sodium Chloride NaCl and Potassium Chloride KCL, however, COD, TOC and AMP removal were more efficient and advantageous in the presence of KCl when compared to NaCl. In the presence of KCl, complete removal of COD, TOC and AMP were obtained after 60 and 5 min respectively, while using NaCl, 120 min and 5 min were necessary for complete COD, TOC and AMP removal, respectively. As a result, the optimum conditions for COD, TOC and AMP removal have been chosen as 750 mg/L KCl, pH 8,1 and 50 mA/cm2 of current density. Release and mineralization of nitrogen and organic carbon in the AMP molecule were resulted as a consequence of anodic oxidation.