بهبود کارایی فرایند اکسیداسیون پیشرفته فتوکاتالیستی در حضور سولفیت برای تجزیه مترونیدازول از محلولهای آبی

زمینه و هدف: مترونیدازول از آنتی‌بیوتیک ‌های متعلق به خانواده نیتروایمیدازول است. تجزیه ناپذیری، حلالیت بالا در آب، سمیت، سرطان‌زایی و جهش‌زایی از نگرانی های مهم آنتی‌بیوتیک‌ها می‌باشد. لذا هدف از این پژوهش، کاربرد فرآیند اکسیداسیون پیشرفته جدید سولفیت/اکسید روی/uv برای تجزیه مترونیدازول از محلول‌های آبی می‌باشد.مواد و روش ها: در این مطالعه، اثر متغیرهای ph، نسبت سولفیت به اکسید روی، غلظت اولیه مترونیدازول و زمان تماس بر عملکرد فرآیند سولفیت/اکسید روی/uv در تجزیه مترونیدازول مطالعه گردید. غلظت باقیمانده مترونیدازول توسط دستگاه hplc (مدل 4900 ce cecil) سنجش شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد تخریب بیش از 90 درصدی آنتی بیوتیک در 12 =ph   و نسبت مولی سولفیت به اکسید روی 1 به 3 پس از 5 دقیقه از واکنش رخ می‌دهد. اگرچه، میزان تخریب آنتی بیوتیک در فرآیند سولفیت/اکسید روی/uv بسیار زیاد بود، اما بر اساس تجزیه و تحلیل gcmass، مقدار معدنی سازی کافی نبود. چندین متابولیت در پساب فرآیند سولفیت/اکسید روی/uv شناسایی شدند و مسیر تجزیه بر اساس متابولیت های شناسایی شده پیشنهاد شد. مشاهده شد مقدار ضریب کینتیکی robs (میلی گرم بر لیتر بر دقیقه) برای تجزیه مترونیدازول بوسیله سولفیت/اکسید روی/uv به ترتیب 6.92 برابرفرایندهای اکسید روی/uv و 15 برابرuv تنها بود.نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج بدست آمده، فرآیند سولفیت/اکسید روی/uv به دلیل مقادیر بیشتر robs و همچنین مقادیر راندمان بالا نسبت به فرآیندهای اکسید روی/uv و uv تنها، می‌تواند به عنوان یک گزینه مناسب و اقتصادی در تخریب آنتی بیوتیک مترونیدازول و ترکیبات مشابه مورد استفاده قرار گیرد.

Improving the efficiency of advanced photocatalytic oxidation process in the presence of sulfite for decomposition of metronidazole from aqueous solutions

 Metronidazole antibiotic is belong to the nitroimidazole family. Non degradability, high solubility in water, toxicity, carcinogenicity and mutagenicity are important concerns related to antibiotics. Therefore, the aim of this study is to apply the new advanced oxidation process of UV/zinc oxide/sulfite (UZS) to degrade metronidazole from aqueous solutions.Methods: In this study, the effect of pH, sulfite to zinc oxide ratio, initial metronidazole concentration and contact time on the performance of the UV/sulfite/zinc oxide process in the degradation of metronidazole was studied. The residual concentration of metronidazole was measured by HPLC (Cecil model 4900 CE).Results: The results showed more than 90 % antibiotic is degraded at pH = 12 and the molar ratio of sulfite to zinc oxide 1 to 3 after 5 min of the reaction. Although the antibiotic degradation rate in the UZS process was very high, based on the GCMASS analysis, the mineralization rate was not sufficient. The several metabolites were detected in the UZS process effluent and the degradation pathway was proposed based on the identified metabolites. It was observed the kinetic coefficient of robs (mg/L. min) to degrade the metronidazole by UZS was 6.92 time and 15 time of UV/zinc oxide and UV alone processes, respectively.Conclusion: According to the results, the UV/zinc oxide/sulfite process, due to the higher robs value as well as the higher efficiency value ​​than those of the UV/zinc oxide and UV alone processes, can be considered as a suitable and economical option in the degradation of metronidazole antibiotic and the similar compounds.