Fotokatalityczna degradacja doksycykliny w roztworach wodnych

• Autorzy: Makowski A. , Sobczak A. , Wcisło D. , Adamek E. , Baran W. , Kostecki M.

Warianty tytułu

EN

Photocatalytic degradation of doxycycline in water solutions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wśród substancji stanowiących mikrozanieczyszczenia wód powierzchniowych, ścieków i gleby znajdują się leki i ich metabolity. Najbardziej niebezpieczne są antybiotyki, gdyż są trudno biodegradowalne i wywołują powstawanie zjawiska lekooporności wielu szczepów bakterii. Zaawansowane procesy utleniania są powszechnie akceptowanymi technologiami oczyszczania ścieków, wód gruntowych i powierzchniowych z opornych i trudno biodegradowalnych zanieczyszczeń organicznych. Polegają one na generowaniu rodników hydroksylowych (•OH) o wysokim potencjale utleniającym, które są zdolne zmineralizować związki organiczne. Roztwory antybiotyków naświetlano promieniowaniem UV λ = 366 nm w obecności fotokatalizatora P 25 firmy Degussa. Zawartość doksycykliny i jej produktów przejściowych podczas fotokatalitycznej degradacji badano metodą HPLC. Stałe szybkości fotokatalitycznego rozkładu doksycykliny wyznaczano z zależności logC/Co od czasu trwania procesu. Jony żelaza i kobaltu przyśpieszają proces fotokatalitycznego rozpadu doksycykliny, natomiast jony miedzi, wapnia, magnezu i jony fosforanowe spowalniają ten proces. Na powierzchni P 25 następuje proces adsorpcji doksycykliny, największy w przypadku obecności w roztworze jonów żelaza. Jony miedzi ulegają w trakcie procesu redukcji i miedź osadza się na powierzchni fotokatalizatora. Optymalnym odczynem podczas procesu jest pH równe 6,8; nie znaleziono jednak korelacji pomiędzy stałymi szybkości rozpadu doksycykliny a pH roztworu.

EN

Drugs and their metabolites are among substances which micro-pollute surface waters, sewage and soil. Antibiotics are the most hazardous, as they are hardly biodegradable and trigger the formation of drug resistance of numerous bacteria strains. The advanced oxidation processes (OP) are widely accepted techniques for removing resistant and hardly biodegradable organic pollutants from sewage, as well as ground and surface waters. They involve generating hydroxylic radicals (•OH) with high oxidation potential, which are able to mineralize organic compounds. This work aims at testing the photocatalytic degradation of doxycycline and the influence of metal ions Fe3+, Cu2+, Ca2+, Mg2+, Co2+ and phosphate ions on this process, as well as at determining the optimum pH range for this process. The solutions were irradiated with UV λ = 366 nm in the presence of P 25 Degussa photocatalyst. The content of doxycycline and its transient products during photocatalytic degradation was tested using the HPLC method. To estimate the photocatalytic degradation rate constants of doxycycline, the relationship log C/Co from time of duration of photocatalytic process were determined. The iron and cobalt ions accelerate the process of photocatalytic doxycycline breakdown, while the copper, calcium, magnesium and phosphate ions slow down this process. The process of doxycycline adsorption takes place in the presence of metal ions, particularly iron. The fastest mineralization of organic substances takes place in the presence of iron ions. The copper ions are reduced during the process and copper forms a deposit on the photocatalyst. The optimum pH of the solution during the photocatalytic process is 6.8. However, no correlation was found between the constants of doxycycline breakdown rate and and pH of the solution.

Słowa kluczowe

PL

doksycyklina; fotokatalityczna degradacja; proces fotokatalityczny

EN

doxycycline; photocatalytic degradation; photocatalytic process

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 3, No. 1
• Strony: 87--94
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Makowski A.

• Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec

autor

Sobczak A.

• Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec

autor

Wcisło D.

• Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec

autor

Adamek E.

• Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec

autor

Baran W.

• Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec

autor

Kostecki M.

• Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska PAN, ul. M. Skłodowskiej-Curie 34, 41-819 Zabrze

Bibliografia

• [1] Kummerer K.: Chemosphere, 2001, 45, 957-969.
• [2] Hirsch R., Ternes T., Haberer K. i Kratz L.: Sci. Total Environ., 1999, 118, 109-118.
• [3] Kaniou S., Pitarakis K., Barlagianni I. i Poulios I.: Chemosphere, 2005, 60, 372-380.
• [4] Bautitz I. i Nogueira T.: J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry, 2007, 187, 33-39.
• [5] Kummerer K.: Pharmaceuticals in the Environment - Sources, Fate, Effects and Risks. Springer Verlag 2001.
• [6] Brezova V., Blazkova A., Borosova E., Ceppan M. i Fiala R.: J. Mol. Catal. A: Chemical, 1995, 98, 109-116.