بررسی کارایی فرآیند اولتراسوند/فرات در اکسیداسیون هورمون بتا استرادیول 17 (e2) در محلول های آبی: بررسی تشکیل کلروفرم به عنوان یک محصول جانبی گندزدایی

زمینه و هدف: هورمون‌ها مواد شیمیایی هستند که سلامت انسان و حیوانات را از طریق تاثیرگذاری بر فرایندها و عملکردهای سیستم غدد درون‌ریز به خطر می‌اندازند. هدف این مطالعه اکسیداسیون هورمون بتا استرادیول 17 (e2) به‌وسیله فرایند فراصوت-فرات از محلول‌های آبی و بررسی پتانسیل تشکیل کلروفرم به‌عنوان محصول جانبی گندزدایی است.مواد و روش ها: همه آزمایش‌ها در ظرف شیشه‌ای با حجم 250 میلی‌لیتر انجام شد. سپس از دستگاه فراصوت 24 تا 80 کیلوهرتز با توان حداکثر 200 وات به‌عنوان منبع فراصوت و پتاسیم فرات به‌عنوان عامل اکسنده استفاده شد. سپس تاثیر پارامترهای بهره‌برداری شامل زمان واکنش، ph، غلظت هورمون e2، غلظت فرات و شدت فراصوت مورد ارزیابی قرار گرفتند. در پایان فرایند اکسیداسیون، نمونه جهت بررسی پتانسیل تشکیل کلروفرم به‌عنوان محصول جانبی گندزدایی تحت تابش فرابنفش-کلر قرار گرفت.یافته ها: نتایج نشان داد که بیشترین راندمان حذف آلاینده به ترتیب مربوط به سیستم فرات - فراصوت (min-1 0/0123)، فراصوت (min^-1 0/0103) و فرات (min^-1 0/0076) می‌باشد. همچنین بیشترین میزان حذف هورمون e2 (100%)، در شرایط بهینه: 3=ph، دوز فرات: 200 میلی‌گرم در لیتر، شدت فرکانس فراصوت: 80 کیلوهرتز، غلظت هورمون e2: 100 میلی‌گرم در لیتر به دست آمد. یافته‌های این تحقیق نشان داد که بیشترین میزان کلروفرم تشکیل‌شده به ترتیب مربوط به سیستم‌های فراصوت، فرات و فرات-فراصوت است و پتانسیل تشکیل کلروفرم در شرایط فرابنفش-کلر در مقایسه با کلر تنها بیشتر بود.نتیجه گیری: نتایج تحقیق حاضر بیانگر موثر بودن اکسیداسیون هورمون e2 به روش فراصوت-فرات است و این روش قادر به کنترل موثر تشکیل محصولات جانبی گندزدایی می‌باشد.

the survey of ultrasound/ferrate process efficiency towards beta-estradiol 17 (e2) oxidation in aqueous solutions: investigating chloroform formation as a disinfection byproduct

background: hormones are chemical substances that can disrupt the processes and functions of the endocrine system in both humans and animals. the objective of this study is to examine the degradation of beta-estradiol 17 (e2) hormone through the ultrasound/ferrate process in aqueous solutions and the possibility of chloroform formation as a disinfection byproduct.methods: the experiments were conducted using a 250 ml glass container. an ultrasound device operating at frequencies between 24 khz and 80 khz, with a maximum power of 200 w, was used as the ultrasound source. potassium ferrate was employed as the oxidizing agent. the effects of various operating parameters, including reaction time, ph, e2 hormone concentration, ferrate concentration, and ultrasound intensity, were evaluated. after the oxidation process, the sample underwent ultraviolet/chlorine radiation to examine the potential formation of chloroform as a disinfection byproduct.results: the results indicate that the ferrate-ultrasound system exhibited the highest pollutant removal efficiency, followed by ultrasound and ferrate individually. specifically, the rates of removal were 0.123 min-1 for the ferrate-ultrasound system, 0.103 min-1 for ultrasound, and 0.0076 min-1 for ferrate. furthermore, the optimal conditions for e2 hormone removal were found to be ph 3, a ferrate dose of 200 mg/l, an ultrasound frequency intensity of 80 khz, and an e2 hormone concentration of 100 mg/l, resulting in 100% removal. the study also found that the highest amount of chloroform formed was associated with the ultrasound, ferrate, and ferrate-ultrasound systems, respectively. additionally, the potential for chloroform formation was higher in ultraviolet/chlorine conditions compared to chlorine alone.conclusion: the findings of this study demonstrate the efficacy of the ultrasound-ferrate method in oxidizing e2 hormones and its potential to mitigate the formation of disinfection byproducts.