مقایسه راندمان حذف چهار آنتی‌بیوتیک پرمصرف از دسته بتالاکتام‌ها در دو سیستم تصفیه فاضلاب شهری اصفهان

مقدمه: در دهه‌های اخیر، وجود آلاینده‌های نوظهور و به ویژه آنتی‌بیوتیک‌ها در منابع آب سطحی و زیرزمینی مورد توجه قرار گرفته‌ است. وجود این ریزآلاینده‌ها حتی در غلظت‌های پایین، تاثیرات قابل توجهی بر محیط ‌زیست و سلامت انسان دارد و باید تا حد امکان از ورود آن‌ها به خاک و به خصوص آب‌های پذیرنده جلوگیری کرد. از آن‌جایی که پساب تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری یکی از مهم‌ترین منابع تخلیه آنتی‌بیوتیک‌ها به محیط محسوب می‌شوند، هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی کارایی تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری در حذف آنتی‌بیوتیک‌ها بود.روش‌ها: در این مطالعه، تصفیه‌خانه فاضلاب شرق اصفهان با سیستم برکه‌های تثبیت تلفیقی و تصفیه‌خانه‌ فاضلاب جنوب اصفهان با سیستم لجن‌ فعال متعارف و چهار آنتی‌بیوتیک آمپی‌سیلین، آموکسی‌سیلین، پنی‌سیلین و سفالکسین که همگی در گروه بتالاکتام‌ها قرار دارند، انتخاب گردید و راندمان حذف آن‌ها در هر دو تصفیه‌خانه مورد بررسی قرار گرفت. نمونه‌ها از فاضلاب ورودی و پساب خروجی هر دو تصفیه‌خانه در 13 نوبت جمع‌آوری و بلافاصله پس از انتقال به آزمایشگاه آنالیز شد. مقادیر آنتی‌بیوتیک‌ها به‌کمک دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارکرد بالا (high-performance liquid chromatography یا hplc) تعیین گردید.یافته‌ها: میانگین راندمان حذف آنتی‌بیوتیک‌های هدف در تصفیه‌خانه‌ فاضلاب شرق اصفهان به ‌ترتیب برای آمپی‌سیلین، آموکسی‌سیلین، پنی‌سیلین و سفالکسین 19.84 ± 86.22، 31.38 ± 34.35، 19.42 ± 89.80 و 23.81 ± 78.75 درصد به دست آمد. میانگین راندمان حذف آنتی‌بیوتیک‌ها در تصفیه‌خانه‌ فاضلاب جنوب اصفهان برای آمپی‌سیلین 24.88 ± 66.85 درصد، آموکسی‌سیلین 33.29 ± 54.82 درصد، پنی‌سیلین 21.85 ± 82.76 درصد و سفالکسین 21.76± 87.65 درصد گزارش گردید.نتیجه‌گیری: یافته‌های مطالعه نشان داد که تصفیه‌خانه‌های شهری اصفهان قادر به حذف کامل آنتی‌بیوتیک‌ها نیستند. بر اساس تجزیه و تحلیل‌های آماری، تفاوت معنی‌داری در غلظت آنتی‌بیوتیک‌ها در هر دو تصفیه‌خانه وجود داشت و بین راندمان حذف آنتی‌بیوتیک‌ها و سایر شاخص‌های اصلی فاضلاب همبستگی مهمی مشاهده نشد. در نتیجه، نیاز به کنترل شدیدتر بر تخلیه پساب به رودخانه یا استفاده از آن برای آبیاری کشاورزی وجود دارد.

comparing the removal efficiency of four widely used antibiotics from the beta-lactam group in two municipal wastewater treatment systems in isfahan, iran

background: in recent decades, there has been a growing concern about the presence of antibiotics in water resources. the presence of these micropollutants even in low concentrations has significant effects on the environment and human health, and their entry into the soil and especially receiving waters should be prevented as much as possible. as effluents from wastewater treatment plants (wwtps) are significant sources of antibiotics in the environment, this study aimed to investigate the efficiency of antibiotics removal in municipal wwtps.methods: in this study, isfahan east wwtp with a combination of stabilization ponds and an aeration lagoon, and isfahan south wwtp with conventional activated sludge treatment were selected as well as four antibiotics from the beta-lactam group including ampicillin, amoxicillin, cephalexin, and penicillin, and their removal efficiency was investigated in both wwtps. samples were collected from the influent and effluent of both wwtps on 13 occasions and analyzed immediately after being transferred to the laboratory. the concentration of antibiotics was determined by high-performance liquid chromatography (hplc).findings: in the isfahan east wwtp, the average removal efficiency was 86.22 ± 19.84% for ampicillin, 34.35 ± 31.38% for amoxicillin, 78.75 ± 23.81% for cephalexin, and 89.80 ± 19.42% for penicillin. in the isfahan south wwtp, the average removal efficiencies of amoxicillin, ampicillin, cephalexin, and penicillin were equal to 54.82 ± 33.29%, 66.85 ± 24.88%, 87.65 ± 21.76%, and 82.76 ± 21.85%, respectively.conclusion: the study’s findings revealed that isfahan municipal wwtps were unable to fully eliminate antibiotics. according to statistical analysis, there were significant differences in the concentration of antibiotics in both wwtps, and no critical correlation was observed between the removal efficiency of antibiotics and other principal wastewater parameters. consequently, there is a need for stricter control over the discharge of effluent into the river or its use for agricultural irrigation.