Efektywność usuwania farmaceutyków i ich metabolitów w procesach uzdatniania wody

• Autorzy: Bogdanowicz A. , Wąsowski J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2018.2.5

Warianty tytułu

EN

Removal efficiency of pharmaceuticals and their metabolites during water treatment processes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obecność farmaceutyków w środowisku wodnym jest problemem ogólnoświatowym, który z roku na rok staje się coraz bardziej poważny, ze względu na prężnie rozwijający się rynek farmaceutyczny. W niniejszym artykule zwrócono uwagę na potencjalne niebezpieczeństwo, jakie może wywoływać krótkoterminowa bądź długoterminowa (chroniczna) ekspozycja organizmów żywych na farmaceutyki, a także na skuteczność w zakresie usuwania leków z uzdatnianej wody. Ocenie poddano procesy konwencjonalne (koagulację, filtrację, infiltrację, adsorpcję, utlenianie chemiczne) oraz zaawansowane (techniki membranowe, metody pogłębionego utleniania). Okazało się, iż w procesach konwencjonalnych, stosowanych w większości stacji uzdatniania wody do celów spożywczych, nie jest możliwe efektywne obniżenie zawartości farmaceutyków odnoszone do ich zawartości w wodzie przed oczyszczaniem. Zdecydowanie najlepsze rezultaty uzyskiwano natomiast w procesach zaawansowanych, podczas których zawartość większości badanych substancji farmaceutycznych ulegała niemal całkowitej eliminacji.

EN

The presence of pharmaceuticals in the aquatic environment is a global problem, which gets more and more serious with time because of the growth of the pharmaceutical market. In this study the potential risk related to short-term or long-term (chronic) exposure of the living organisms to pharmaceuticals were shown and also some conventional processes (coagulation, filtration, infiltration, adsorption, chemical oxidation) and advanced processes (membrane processes, advanced oxidation processes) were assessed and compared based on their removal efficiency of pharmaceuticals contained in treated water. As expected, most of the conventional processes included in drinking water treatment plants are not able to decrease the amounts of pharmaceuticals or their metabolites in water intended for human consumption in regard to raw water. The advanced processes proved to be the most efficient regarding to the elimination of pharmaceuticals - test substances content was almost completely reduced.

Słowa kluczowe

PL

farmaceutyki w środowisku wodnym; ekotoksykologia farmaceutyków; podstawowe procesy uzdatniania wody; koagulacja; filtracja; infiltracja; adsorpcja; utlenianie chemiczne; zaawansowane procesy uzdatniania wody; procesy membranowe; metoda pogłębionego utleniania

EN

pharmaceuticals in the aquatic envronment; ecotoxicology of pharmaceuticals; conventional drinking water treatment processes; coagulation; filtration; infiltration; adsorption; chemical oxidation; advanced water treatment processes; membrane processes; advanced oxidation processes

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 2
• Strony: 63--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bogdanowicz A.

• Politechnika Warszawska, Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska, ul. Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa

autor

Wąsowski J.

• Politechnika Warszawska, Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska, ul. Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa

Bibliografia

• [1] Anielak A. M. 2015. „Wysokoefektywne metody oczyszczania wody”. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
• [2] Bellona C., J. Drewes. 2005. „The role of membrane surface charge and solute physico-chemical properties in the rejection of organie acids by NF membranes". Journal of Membrane Science 249 (1-2): 227-234.
• [3] Boroń M., K. Pawlas. 2015. „Farmaceutyki w środowisku wodnym - przegląd literatury”. Problemy Higieny i Epidemiologii. 96 (2): 357-363.
• [4] Braeken L., R. Ramaekers, Y. Zhang i in. 2005. „Influence of hydrophobiecity on retention in nanofiltration of aqueous solutions containing organie compounds”. Journal of Membrane Science. 252 (1-2): 195-203.
• [5] Broséus R., S. Vincent, K. Aboulfadl i in. 2009. „Ozone oxidation of pharmaceuticals, endocrine disruptors and pesticides during drinking water treatment”. Waler Research. 43 (18): 4707-4717.
• [6] Bui T. X., H. Choi. 2009. „Adsorptive removal of selected pharmaceuticals by mesoporous silica SBA-15”. Journal of Hazardous Materials. 168 (2-3): 602-608.
• [7] Czerwiński J., A. Kłonica, J. Ozonek. 2015. „Pozostałości farmaceutyków w środowisku wodnym i metody ich usuwania”. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury. 62 (1): 27-42.
• [8] Fent K., A. A. Weston, D. Caminada. 2006. „Ecotoxicology of human pharmaceuticals”. Aquatic Toxicology. 76 (2): 122-159.
• [9] Heberer T., I. M. Verstraeten, M. T. Meyer i in. 2001. „Occurrence and fate of pharmaceuticals during bank filtration - preliminary results from investigations in Germany and the United States”. Journal of Contemporary Water Research and Education. 120: 4-17.
• [10] Huber M., S. Korhonen, T. Ternes i in. 2005. „Oxidation of pharmaceuticals during water treatment with chlorine dioxide”. Water Research. 39 (15): 3607-3617.
• [11] Kuhlmann B., N. Zullei-Seibert, J. Nolte i in. 2006. „Behavior of selected drugs during slow sand filtration” [w:] Graham N.J.D. [red.]. “Recent progress in slow sand and altemative biofiltration processes”. London: IWA Publishing.
• [12] Lester Y., D. Avisar, I. Gozlan i in. 2011 „Removal of pharmaceuticals using combination of UV/H202/03 advanced oxidation proces”. Water Science & Technology. 64 (11): 2230-2238.
• [13] Lin T., S. Yu, C. Wen. 2016. „Occurrence, removal and risk assessment of pharmaceutical and PPCPs in an ADWTP around Taihu Lake in China”. Chemosphere. 152: 1-9.
• [14] Mestre A.S., J. Pires, J.M.F. Nogueira i in. 2007. „Activated carbons for the adsorption of ibuprofen”. Carbon. 45 (10): 1979-1988.
• [15] Monteiro S., A. Boxall. 2010. „Occurrence and Fate of Human Pharmaceuticals in the Environment”. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology. 202: 53-154.
• [16] Radjenović J., M. Petrović, F. Ventura i in. 2008. „Rejection of pharmaceuticals in nanofiltration and reverse osmosis membrane drinking water treatment”. Water Research. 42 (14): 3601-3610.
• [17] Rosal R., I. Rodea-Palomares, K. Boltes i in. 2010. „Ecotoxicity assessment of lipid regulators in water and biologically treated wastewater using three aquatic organisms”. Environmental Science and Pollution Research. 17 (1): 135-144.
• [18] Simazaki D., J. Fujiwara, S. Manabe i in. 2008. „Removal of selected pharmaceuticals by chlorination, coagulation-sedimentation and powdered activated carbon treatment”. Water Science & Technology. 58 (5): 1129-1135.
• [19] Szymonik A., J. Lach. 2012. „Zagrożenie środowiska wodnego obecnością środków farmaceutycznych”. Inżynieria i Ochrona Środowiska. 15 (3): 249-263.
• [20] Temes T. 1998. „Occurrence of drugs in German sewage treatment plants and rivers”. Water Research. 32 (11): 3245-3260.
• [21] Ternes T. 2004. „Assessment of Technologies for the Removal of Pharmaceuticals and Personal Care Products in Sewage and Drinking Water Facilities to Improve the Indirect Potable Water Reuse”. Raport końcowy projektu POSEIDON.
• [22] Ternes T., M. Meisenheimer, D. McDowell i in. 2002. „Removal of pharmaceuticals during drinking water treatment”. Environmental Science & Technology. 36 (17): 3855-3863.
• [23] Vieno N., H. Härkki, T. Tuhkanen i in. 2007. „Occurrence of pharmaceuticals in river water and their elimination in a pilotscale drinking water treatment plant”. Environmental Science & Technology. 41 (14): 5077-5084.
• [24] Vieno N., T. Tuhkanen, L. Kronberg. 2006. „Removal of pharmaceuticals in drinking water treatment: effect of chemical coagulation”. Environmental Technology. 27 (2): 183-192.
• [25] Wasik-Kot A., J. Dębska, J. Namieśnik. 2003. „Pozostałości środków farmaceutycznych w środowisku - przemiany, stężenia, oznaczenia”. Chemia i Inżynieria Ekologiczna. 10 (8): 723-750.
• [26] Westerhoff P., Y. Yoon, S. Snyder, i in. 2005. „Fate of endocrine-disruptor, pharmaceutical, and personal care product chemicals during simulated drinking water treatment processes”. Environmental Science & Technology. 39 (17): 6649-6663.
• [27] World Health Organization. 2012. „Pharmaceuticals in drinking-water”. Genewa: World Health Organization.
• [28] Zhang Y., S. Geissen, C. Gal. 2008. „Carbamazepine and diclofenac. Removal in wastewater treatment plants and occurrence in water bodies”. Chemosphere. 73: 1151-1161.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)