Zastosowanie klinoptylolitu do usuwania kolistyny z wody

• Autorzy: Olearczyk Monika , Kwaśny Justyna

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2025.4.3

Warianty tytułu

EN

Application of clinoptylolite for removing colista from water

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Farmaceutyki poprzez różne źródła, np. ścieki szpitalne, ścieki z gospodarstw domowych, weterynarie oraz przemysł farmaceutyczny, przedostają się do wody powierzchniowej i gruntowej. Dzieje się tak m.in. dlatego, że powszechne metody oczyszczania wody i ścieków nie są w stanie całkowicie wyeliminować substancji farmaceutycznych z wody. Długotrwałe przebywanie farmaceutyków w wodzie niesie za sobą poważne konsekwencje dla ludzi, zwierząt oraz roślin. U zwierząt są przyczyną: zwiększonej śmiertelności, zaburzeń hormonalnych, uszkodzenia narządów wewnętrznych, lub niewydolności nerek. U roślin zakłócają syntezę białek, a u ludzi prowadzą do zwiększenia odporności na dane leki i w konsekwencji do stosowania ich wyższych dawek. Jedną z metod stosowanych do usuwania farmaceutyków z wody jest adsorpcja. W niniejszej pracy przeprowadzono adsorpcję siarczanu kolistyny z roztworów wodnych za pomocą naturalnego adsorbentu klinoptylolitu. Zbadano wpływ dawki adsorbentu, czasu adsorpcji oraz stężenia kolistyny na efektywność usuwania farmaceutyku z wody

EN

Pharmaceuticals are released into surface and ground water through various sources, such as hospital sewage, household sewage, veterinary medicine and the pharmaceutical industry. This is because common water and sewage treatment methods are not able to completely eliminate pharmaceutical substances from water. Long-term presence of pharmaceuticals in water has serious consequences for humans, animals and plants. In animals, they cause: increased mortality, hormonal disorders, damage to internal organs, or kidney failure. In plants, they disrupt protein synthesis, and in humans, they lead to increased resistance to given drugs and, consequently, to the use of higher doses. One of the methods used to remove pharmaceuticals from water is adsorption. In this work, adsorption of colistin sulfate from aqueous solutions was carried out using the natural adsorbent clinoptilolite. The effect of the adsorbent dose, adsorption time and colistin concentration on the efficiency of removing the pharmaceutical from water was examined.

Słowa kluczowe

PL

siarczan kolistyny; adsorpcja; zeolit; farmaceutyki; antybiotyki

EN

colistin sulfate; adsorption; zeolite; pharmaceuticals; antibiotics

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2025
• Tom: Nr 4
• Strony: 10--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 47 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Olearczyk Monika

• Katedra Technologii Środowiskowych, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Krakowska im. T. Kościuszki, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków

autor

Kwaśny Justyna

• Katedra Technologii Środowiskowych, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Krakowska im. T. Kościuszki, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków

Bibliografia

• [1] Akkam, Y.; Omari, D.; Alhmoud, H.; Alajmi, M.; Akkam, N.2023.”Aljarrah, I. Assessment of Xenoestrogens in Jordanian Water System: Activity and Identification”. Toxics, 11, 63. https://doi.org/10.3390/toxics11010063.
• [2] Andrade F.F., Silva D., Rodrigues A., Pina-Vaz C. 2020.”Colistin Update on Its Mechanism of Action and Resistance, Present and Future Challenges”, Microorganisms, , Nov; 8 (11): 1716.
• [3] Anielak, A.M.; Styszko, K.; Kłeczek, A.; Łomińska-Płatek, D. 2022.”Humic Substances-Common Carriers of Micropollutants in Municipal Engineering.” Energies, 15, 8496. https://doi.org/10.3390/ en15228496.
• [4] Baker, D.R.; Kasprzyk-Hordern, B. 2013.”Spatial and temporal occurrence of pharmaceuticals and illicit drugs in the aqueous environment and during wastewater treatment: new developments.” Sci. Total Environ: 454-455, 442-456.
• [5] Baus, T.; Michalska, A. 2018.”Presence of Pharmaceuticals in the Aquatic Environment on the Example of Antibiotics and their Impact on Ecosystems”. Eng. Prot. Environ., 22, 89 DOI: 10.17512/ios.2019.1.8.
• [6] Bielińska, M.; Nałęcz-Jawecki, G. , 2009 .”Zanieczyszczenie środowiska przyrodniczego lekami. Ocena toksyczności trzech fluorochinolonów dla rzęsy drobnej Lemna Minor”. Biul. Wydz. Farm. WUM, 4, 24-30.
• [7] Bodzek, M. 2013.”Przegląd możliwości wykorzystania technik membranowych w usuwaniu mikroorganizmów i zanieczyszczeń organicznych ze środowiska wodnego”. Inż. Ochr. Środ. 16, 5.
• [8] Bogdanowicz, A.; Wąsowski, J. 2018.”Removal efficiency of pharmaceuticals and their metabolites during water treatment processes”. Gaz Woda, 2, 63 DOI: 10.15199/17.2018.2.5.
• [9] Boroń, M.; Pawlas, K. 2015.”Pharmaceuticals in aquatic environment - literature review”. Probl. Hig. Epidemiol., 96, 357.
• [10] Camacho-Munoz, D., Martin, J., Santos, J.L., Aparicio, I., Alonso, E.2010.”Occurrence, temporal evolution and risk assessment of pharmaceutically active compounds in Doñana Park (Spain).” J. Hazard. Mater., , 183, 602-608.
• [11] Czerwiński, J.; Kłonica, A.; Ozonek, J. 2015.”Endocrine disrupting compounds (EDCs) in the aquatic environment and methods of their removal”. Czas. Inż. Ląd. Śr. Archit., 62, 27.
• [12] Dogan, A.; Kempinska-Kupczyk, D.; Kubica, P.; Kot-Wasik, A. 2020.”Analysis of chiral pharmaceutical residues in influent and effluent samples at racemic and enantiomeric level using liquid chromatography-tandem mass spectrometry”. Microchem. J., 159, 1
• [13] European Union Strategic Approach to Pharmaceuticals in the Environment. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/PDF/?uri=CELEX:52019DC0128&from=EN
• [14] Garduño-Jiménez, A.-L.; Durán-Álvarez, J.-C.; Gomes, R.L. 2022.”Meta- -analysis and machine learning to explore soil-water partitioning of common pharmaceuticals”. Sci. Total Environ., 837, 155675.
• [15] Gonzalez-Pleiter, M.; Gonzalo, S.; Rodea-Palomares, I.; Leganes, F.; Rosal, R.; Boltes, K.; Marco, E.; Fernandez-Pinas, F.2013.” Toxicity of five antibiotics and their mixtures towards photosynthetic aquatic organisms: implications for environmental risk assessment”. Water Res. 47 2050– 2064, https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.01.020
• [16] Grisales-Cifuentes, C.M.; Galvis, E.A.S; Porras, J.; Floreź, E.; Torres-Palma, R.A.; Acelas, N.2012.” Kinetics, isotherms, effect of structure, and computational analysis during the removal of three representative pharmaceuticals from water by adsorption using a biochar obtained from oil palm fiber”. Bioresour. Technol., 326, 124753
• [17] Huang, L.; Shen, R.; Shuai, Q. Adsorptive removal of pharmaceuticals from water using metal organic frameworks: A review. J. Environ. Manage. 2021, 277, 1
• [18] Khan, N.A.; Ahmed, S.; Vambol, V.; Vambol, S. 2021.Pharmaceutical Wastewater Treatment Technologies: Concepts and Implementation Strategies; IWA Publishing: London, UK,
• [19] Kiszkiel-Taudul, I. 2021.”Determination of antihistaminic pharmaceuticals in surface water samples by SPE-LC-MS/MS method”. Microchem. J., 162, 105874.
• [20] Kosiniak, M. 2019.”Study of the effectiveness of diclofenac removal from treated wastewater using Polish ozonation technology”. Instal, 3:34-39.
• [21] Kosma, C.I., Lambropoulou, D.A., Albanis, T.A.2010.”Occurrence and removal of PPCPs in municipal and hospital wastewaters in Greece”, J. Hazard. Mater., 170, 804-817.
• [22] Kuc, J.; Thomas, M.; Grochowalska, I.; Kulczyk, R.; Mikosz, G.; Mrózek, F.; Janik, D.; Korta, J.; Cwynar, K. 2022.”Determination and Removal of Selected Pharmaceuticals and Total Organic Carbon from Surface Water by Aluminum Chlorohydrate Coagulant”. Molecules, 27, 5740. https://doi. org/10.3390/molecules27175740.
• [23] Kwaśny, J. 2021.”Pollution of the aquatic environment with pharmaceuticals. Strategic approach to the problem”. Przem. Chem., 9/100, 850-854. DOI: 10.15199/62.2021.9.14.
• [24] Langford, K.H., Thomas, K.V. 2009.”Determination of pharmaceutical compounds in hospital effluents and their contribution to wastewater treatment works”, Environ. Int. 35, 766-770.
• [25] Miksch K. et al. 2016.Mikrozanieczyszczenia w środowisku - występowanie, interakcje, usuwanie, Wydawnictwo Środkowo-Pomorskiego Towarzystwa Naukowego Ochrony Środowiska, Koszalin .
• [26] Miksch, K.; Felis, E. 2015.”Wykorzystanie sztucznego światła słonecznego do usuwania wybranych farmaceutyków ze środowiska wodnego”. Inż. Ap. Chem., 54, 3, 109.
• [27] Mrowiec, B.2015. „Pharmaceuticals - threat to the aquatic environment”. Edu. Biol. Środ., 4, 25.
• [28] Murgolo, S.; De Ceglie, C.; Di Iaconi, C.; Mascolo, G. 2021.”Novel TiO2-based catalysts employed in photocatalysis and photoelectrocatalysis for effective degradation of pharmaceuticals (PhACs) in water: A short review”. Curr. Opin. Green Sustain. Chem., 30, 100473.
• [29] Nava-Andrade, K.; Carbajal-Arízaga, G.G.; Obregoń, S.; Rodríguez-Gonzalez, V. 2021.”Layered double hydroxides and related hybrid materials for removal of pharmaceutical pollutants from water”. J. Environ. Manage.,
• [30] Nozaki, K.; Tanoue, R.; Kunisue, T.; Tue, N.M.; Fujii, S. et al. 2023.”Pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) in surface water and fish from three Asian countries: Species-specific bioaccumulation and potential ecological risks”. Sci. Total Environ. 866, 161258.
• [31] Rezka, P.; Balcerzak, W.; Kwaśny, J. 2015.”Carbamazepine and other anti-epileptic drugs in the aquatic environment”. Tech. Trans. Environment Eng., 1, 18, 111-118. https://doi.org/10.4467/2353737XCT.15.189.4394.
• [32] Russo, D.; Siciliano, A.; Guida, M.; Andreozzi, R.; Reis, N.M.; Puma, G.L.; Marotta, R. 2018.”Removal of antiretroviral drugs stavudine and zidovudine in water under UV254 and UV254/H2O2 processes: Quantum yields, kinetics and ecotoxicology assessment”. J. Hazard. Mater., 349, 195–204.
• [33] Service request supporting the Evaluation of Directive 91/271/EEC concerning urban waste water treatment. Evaluative Study. 2019, https://ec.europa.eu/environment/water/water-urbanwaste/pdf/Evaluative%20study_final.pdf
• [34] Shin, J.; Kwak, J.; Lee, Y.-G.; Kim, S.; Choi, M. et al. 2021.”Competitive adsorption of pharmaceuticals in lake water and wastewater effluent by pristine and NaOH-activated biochars from spent coffee wastes: Contribution of hydrophobic and Π-Π interactions”. Environ. Pollut. 270, 116244.
• [35] Sigonya, S.; Mokhothu, T.H.; Mokhena, T.C.; Makhanya T.R. 2023.”Mitigation of Non-Steroidal Anti-Inflammatory and Antiretroviral Drugs as Environmental Pollutants byAdsorption Using Nanomaterials as Viable Solution-ACritical Review”. Appl. Sci. 13, 772. https://doi.org/10.3390/app13020772.
• [36] Strade, E.; Kalnina, D.; Kulczycka, J. 2020.”Water efficiency and safe re-use of different grades of water - Topical issues for the pharmaceutical industry”. Water Resour. Ind., 24, 1.
• [37] Styszko, K.; Duraka, J.; Malicka, A.; Bochnia, T.; Żaba T. 2021.”The occurrence of chemicals of emerging concern in samples of surface water and wastewater collected in Kraków, Poland”. Desalination Water Treat. 232, 308-323. doi: 10.5004/dwt.2021.27502.
• [38] Styszko, K.; Nosek, K.; Motak, M.; Bester K. 2015.”Preliminary selection of clay minerals for the removal of pharmaceuticals, bisphenol A and triclosan in acidic and neutral aqueous solutions”. C. R. Chimie 18, 1134-1142.
• [39] Styszko, K.; Proctor, K.; Castrignanò, E.; Kasprzyk-Hordern, B. 2021.”Occurrence of pharmaceutical residues, personal care products, lifestyle chemicals, illicit drugs and metabolites in wastewater and receiving surface waters of Krakow agglomeration in South Poland”. Sci. Total Environ., 768, 1.
• [40] Sui, Q.; Cao, X.; Lu, S.; Zhao, W., Qiu, Z., Yu, G. 2015.”Occurrence, sources and fate of pharmaceuticals and personal care products in the groundwater: A review”. Emerg. Contam., 1, 14-24.
• [41] Szymonik A, Lach J. 2012.”Zagrożenie środowiska wodnego obecnością środków farmaceutycznych”. Inż Ochr Śr., 3, 249-263.
• [42] Śliwka-Kaszyńska, M.; Jakimska-Nagórska, A.; Wasik, A.; Kot-Wasik A. 2019.”Phototransformation of three selected pharmaceuticals, naproxen, 17α-Ethinylestradiol and tetracycline in water: Identification of photoproducts and transformation pathways”. Microchem. J. 148, 673-683.
• [43] Velempini, T.; Prabakaran, E.; Pillay, K. 2021.”Recent developments in the use of metal oxides for photocatalytic degradation of pharmaceutical pollutants in water-a review”. Mater. Today Chem., 19, 100380.
• [44] Verlicchi, P.; Al Aukidy, M.; Zambello, E. 2012.”Occurrence of pharmaceutical compounds in urban wastewater: removal, mass load and environmental risk after a secondary treatment-a review”. Sci. Total Environ., 429, 123.
• [45] Vieno, N.; Tuhkanen, T.; Kronberg, L. 2006.”Removal of Pharmaceuticals in Drinking Water Treatment: Effect of Chemical Coagulation”. Environ. Technol., 27, 183-192.
• [46] Wöhler, L.; Niebaum, G.; Krol, M.; Hoekstra, A.Y. 2020.”The grey water footprint of human and veterinary pharmaceuticals”. Water Res., X, 7, 100044.
• [47] Wolff, E.; van Vliet, M.T.H. 2021.”Impact of the 2018 drought on pharmaceutical concentrations and general water quality of the Rhine and Meuse rivers.” Sci. Total Environ., 778, 1.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).