دوره 11، شماره 3 - ( 3-1403 )
جلد 11 شماره 3 صفحات 379-366 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Berizi Z, Zare M R, rezaei L, Parvizimehr A, salehnia S, Rezaei M et al . Application of response surface methodology in modeling and optimization of ceftriaxone decomposition with activated persulfate through zero valence zinc nanoparticles/ultrasonic waves. J Environ Health Eng 2024; 11 (3) :366-379
URL: http://jehe.abzums.ac.ir/article-1-843-fa.html
URL: http://jehe.abzums.ac.ir/article-1-843-fa.html
بریزی زهره، زارع محمد رضا، رضایی لیلا، پرویزی مهر علی، صالح نیا صالحه، رضایی محسن و همکاران.. کاربرد متدلوژی سطح پاسخ در مدل سازی و بهینه‌سازی تجزیه سفتریاکسون با پرسولفات فعال‌شده از طریق نانوذرات روی صفر ظرفیتی/امواج ماوراصوت. مجله مهندسی بهداشت محیط. 1403; 11 (3) :366-379
زهره بریزی، محمد رضا زارع 
، لیلا رضایی، علی پرویزی مهر، صالحه صالح نیا، محسن رضایی، نظام الدین منگلی زاده*
، لیلا رضایی، علی پرویزی مهر، صالحه صالح نیا، محسن رضایی، نظام الدین منگلی زاده*
گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشکده علوم پزشکی لارستان، لارستان، ایران
چکیده: (801 مشاهده)
زمینه و هدف: تجزیه پذیری ضعیف آنتی بیوتیک ها در فرایندهای متداول تصفیه فاضلاب اخیرا محققین را برای استفاده از فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته بر پایه فعالسازی پرسولفات (PS) ترغیب کرده است. از اینرو هدف از مطالعه ما حذف سفتریاکسون از طریق فعالسازی پرسولفات (PS) با نانوذرات روی صفرظرفیتی/امواج ماوراصوت (Zn0/US) بود.
مواد و روش ها: در این مطالعه آزمایشگاهی، نمونه حاوی آنتی بیوتیک سفتریاکسون تحت فعال سازی پرسولفات از طریق پراب التراسونیک با فرکانس kHz 40 قرار گرفت. بهینه سازی پارامترهای عملیاتی همچون pH اولیه، دوز کاتالیست، غلظت اولیه سفتریاکسون، زمان واکنش و غلظت پرسولفات از طریق متدولوژی سطح پاسخ (RSM) انجام شد. در شرایط بهینه، اثر همافزایی، تغییرات در اسکن طول موج، نرخ معدنی سازی و تاثیر رباینده رادیکال مورد مطالعه قرار گرفت. در نهایت، غلظت سفتریاکسون، اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) و کل کربن آلی (TOC) از طریق دستگاههای تشخیصی اندازه گیری شد.
یافته ها: برپایه آنالیز واریانس RSM حداکثر حذف آنتی بیوتیک (94/54%)، COD ( 66%) و TOC (54%) در شرایط آزمایشگاهی شامل pH برابر 3، mg/L 75/0 غلظت پرسولفات و کاتالیست، mg/L 15 سفتریاکسون و 45 دقیقه زمان واکنش بدست آمد. حضور ترت بوتیل الکل و اتانول به عنوان رباینده رادیکال هیدروکسیل و سولفات نرخ عملکرد فرآیند به 79% و 45% در زمان واکنش 45 دقیقه کاهش داد و تاکید کرد که گونه های فعال در تجزیه سفتریاکسون مشارکت دارند.
نتیجه گیری: برپایه نتایج، فرآیند Zn0/US/PS را میتوان به عنوان یک فرآیند پیش تصفیه برای حذف موثر سفتریاکسون از محیط های آبی مورد ملاحظه قرار داد.
مواد و روش ها: در این مطالعه آزمایشگاهی، نمونه حاوی آنتی بیوتیک سفتریاکسون تحت فعال سازی پرسولفات از طریق پراب التراسونیک با فرکانس kHz 40 قرار گرفت. بهینه سازی پارامترهای عملیاتی همچون pH اولیه، دوز کاتالیست، غلظت اولیه سفتریاکسون، زمان واکنش و غلظت پرسولفات از طریق متدولوژی سطح پاسخ (RSM) انجام شد. در شرایط بهینه، اثر همافزایی، تغییرات در اسکن طول موج، نرخ معدنی سازی و تاثیر رباینده رادیکال مورد مطالعه قرار گرفت. در نهایت، غلظت سفتریاکسون، اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) و کل کربن آلی (TOC) از طریق دستگاههای تشخیصی اندازه گیری شد.
یافته ها: برپایه آنالیز واریانس RSM حداکثر حذف آنتی بیوتیک (94/54%)، COD ( 66%) و TOC (54%) در شرایط آزمایشگاهی شامل pH برابر 3، mg/L 75/0 غلظت پرسولفات و کاتالیست، mg/L 15 سفتریاکسون و 45 دقیقه زمان واکنش بدست آمد. حضور ترت بوتیل الکل و اتانول به عنوان رباینده رادیکال هیدروکسیل و سولفات نرخ عملکرد فرآیند به 79% و 45% در زمان واکنش 45 دقیقه کاهش داد و تاکید کرد که گونه های فعال در تجزیه سفتریاکسون مشارکت دارند.
نتیجه گیری: برپایه نتایج، فرآیند Zn0/US/PS را میتوان به عنوان یک فرآیند پیش تصفیه برای حذف موثر سفتریاکسون از محیط های آبی مورد ملاحظه قرار داد.
فهرست منابع
1. 1. Wang J, Zhuan R, Chu L. The occurrence, distribution and degradation of antibiotics by ionizing radiation: an overview. Science of the Total Environment 2019;646: 1385-97. [DOI:10.1016/j.scitotenv.2018.07.415] [PMID]
2. SAMARGHANDI MR, Ahmadidoost G, MAJIDI S, et al. Optimization of Electrocoagulation via Response Surface Methodology to Remove Ciprofloxacin from Aqueous Media. 2017.
3. Zhang L, Chen R, Liu Y, et al. Influence of metal ions on sulfonamide antibiotics biochemical behavior in fiber coexisting system. Journal of Environmental Sciences 2019;80: 267-76. [DOI:10.1016/j.jes.2019.01.003] [PMID]
4. Szymańska U, Wiergowski M, Sołtyszewski I, et al. Presence of antibiotics in the aquatic environment in Europe and their analytical monitoring: Recent trends and perspectives. Microchemical Journal 2019. [DOI:10.1016/j.microc.2019.04.003]
5. Phonsiri V, Choi S, Nguyen C, et al. Monitoring occurrence and removal of selected pharmaceuticals in two different wastewater treatment plants. SN Applied Sciences 2019;1(7): 798. [DOI:10.1007/s42452-019-0774-z]
6. Zhao Y, Wang Y, Liu E, et al. Bi2WO6 nanoflowers: An efficient visible light photocatalytic activity for ceftriaxone sodium degradation. Applied Surface Science 2018;436: 854-64. [DOI:10.1016/j.apsusc.2017.12.064]
7. Zhao Y, Liang X, Wang Y, et al. Degradation and removal of Ceftriaxone sodium in aquatic environment with Bi2WO6/g-C3N4 photocatalyst. Journal of colloid and interface science 2018;523: 7-17. [DOI:10.1016/j.jcis.2018.03.078] [PMID]
8. Yan W, Xiao Y, Yan W, et al. The effect of bioelectrochemical systems on antibiotics removal and antibiotic resistance genes: a review. Chemical Engineering Journal 2018. [DOI:10.1016/j.cej.2018.10.128]
9. Homem V, Santos L. Degradation and removal methods of antibiotics from aqueous matrices - A review. Journal of Environmental Management 2011;92(10): 2304-47. [DOI:10.1016/j.jenvman.2011.05.023] [PMID]
10. Rahmani A, Mehralipour J, Majidi S. Performance Evaluation of Ozonation Combined with Persulfate Application for Removal of Furfural from Aqueous Solutions. Journal of Environmental Health Enginering 2017;4(2): 115-25. [DOI:10.18869/acadpub.jehe.4.2.115]
11. Yu H, Zhang T, Jing Z, et al. In situ fabrication of dynamic nano zero-valent iron/activated carbon nanotubes membranes for tellurium separation. Chemical Engineering Science 2019;205: 278-86. [DOI:10.1016/j.ces.2019.05.012]
12. Chiu Y-T, Lin C-H, Lee J, Lin K-YA. Reduction of nitrate to nitrite in water by acid-washed zero-valent zinc. Separation Science and Technology 2019: 1-10. [DOI:10.1080/01496395.2019.1577263]
13. Guo J, Zhu L, Sun N, Lan Y. Degradation of nitrobenzene by sodium persulfate activated with zero-valent zinc in the presence of low frequency ultrasound. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 2017;78: 137-43. [DOI:10.1016/j.jtice.2017.04.045]
14. Ke Y, Ning X-a, Liang J, et al. Sludge treatment by integrated ultrasound-Fenton process: Characterization of sludge organic matter and its impact on PAHs removal. Journal of hazardous materials 2018;343: 191-9. [DOI:10.1016/j.jhazmat.2017.09.030] [PMID]
15. Singh A, Kaur N, Parmar A, Chopra HK. Chapter 1 - The Fundamental perspectives of greener synthesis. In: Kharisov B, Kharissova O, editors. Handbook of Greener Synthesis of Nanomaterials and Compounds: Elsevier; 2021. p. 3-36. [DOI:10.1016/B978-0-12-821938-6.00001-3]
16. Theerthagiri J, Senthil RA, Thirumalai D, Madhavan J. Sonophotocatalytic Degradation of Organic Pollutants Using Nanomaterials. Handbook of Ultrasonics and Sonochemistry. Singapore: Springer Singapore; 2016. p. 553-86. [DOI:10.1007/978-981-287-278-4_50]
17. Shishir MRI, Chen W. Trends of spray drying: A critical review on drying of fruit and vegetable juices. Trends in Food Science & Technology 2017;65: 49-67. [DOI:10.1016/j.tifs.2017.05.006]
18. Bahadar A, Khan MB, Asim MA, Jalwana K. Chapter 21 - Supercritical Fluid Extraction of Microalgae (Chlorella vulagaris) Biomass. In: Kim S-K, editor. Handbook of Marine Microalgae. Boston: Academic Press; 2015. p. 317-30. [DOI:10.1016/B978-0-12-800776-1.00021-2]
19. Akl MA, Ahmed MA, Ramadan A. Validation of an HPLC-UV method for the determination of ceftriaxone sodium residues on stainless steel surface of pharmaceutical manufacturing equipments. Journal of pharmaceutical and biomedical analysis 2011;55(2): 247-52. [DOI:10.1016/j.jpba.2011.01.020] [PMID]
20. Way C. Standard methods for the examination of water and wastewater. 2012.
21. Zhang T, Yang Y, Gao J, et al. Synergistic degradation of chloramphenicol by ultrasound-enhanced nanoscale zero-valent iron/persulfate treatment. Separation and Purification Technology 2020;240: 116575. [DOI:10.1016/j.seppur.2020.116575]
22. Zhang T, Yang Y, Li X, et al. Degradation of sulfamethazine by persulfate activated with nanosized zero-valent copper in combination with ultrasonic irradiation. Separation and Purification Technology 2020;239: 116537. [DOI:10.1016/j.seppur.2020.116537]
23. Samarghandi M, Shahbazi Z, Bahadori R, et al. The Ability of Sulfate Radicals Activated by Ozone Molecules in Degradation of Sodium Dodecyl Sulphate as Anionic Detergent (SDBS) from Synthetic Effluent. Journal of Health 2019;9(5): 496-509. [DOI:10.29252/j.health.9.5.496]
24. Kermani M, Ahmadi S, Shahbazi Z, et al. Optimization of US-Electropersulfate Process for Leachate Treatment by Response Surface Methodology. Journal of Environmental Health Enginering 2019;6(2): 149-64. [DOI:10.29252/jehe.6.2.149]
25. Wang B, Wang Y. A comprehensive review on persulfate activation treatment of wastewater. Science of The Total Environment 2022;831: 154906. [DOI:10.1016/j.scitotenv.2022.154906] [PMID]
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
