حذف آلاینده‌های دارویی با روش اکسیداسیون الکتروشیمیایی

صنایع دارویی به‌دلیل تولید طیف گسترده‌ای از داروها، دارای پساب و فاضلاب دارویی در انواع مختلف سنتزی، شیمیایی، بیولوژیکی هستند. ورود این مواد به چرخه محیط‌زیست و زندگی انسان به‌شدت مضر بوده و خطرات جدی را به‌همراه خواهد داشت. ازاین‌رو، تصفیه فاضلاب دارویی در صنایع، اهمیت زیادی دارد. روش‌های گوناگونی در مقیاس صنعتی به‌منظور حذف آلاینده‌ها و پساب‌های دارویی وجود دارند که مابین این روش‌ها، روش‌های بر پایه الکتروشیمی و اکسیداسیون به‌دلیل توجیهات فنی- اقتصادی برای کاربردهای صنعتی و پزشکی بسیار مناسب هستند. در این پژوهش، با استفاده از فرایند اکسیداسیون، حذف آلاینده‌های موجود در پساب‌های دارویی، بررسی شد. به منظور بررسی و تعیین مشخصه داروهای پرمصرف (آسپرین، آتورواستاتین، متفورمین، مترونیدازول و ایبوپروفن) بر اساس آمارنامه رسمی پرفروش‌ترین داروها در سطح کشور در سال 95، با استفاده از دستگاه پتانسیواستات و با سل سه الکترودی، نمودار ولتامتری چرخه‌ای با نرخ روبش mv/s 100 انجام شده است تا شرایط اولیه و پیک‌های اکسیداسیون نمونه‌های دارویی، ارزیابی شود. سپس با استفاده از فرایند کرونوآمپرومتری (اعمال پتانسیل ثابت) داروهای موردنظر تحت فرایند اکسیداسیون الکتروشیمیایی (استفاده از سل سه الکترودی) قرار گرفتند و فرایند حذف دارو در نمونه‌های محلول و مایع انجام شد. در پایان روش کرونوآمپرومتری (حذف دارو)، نمونه دوباره تحت آزمون ولتامتری چرخه‌ای قرار گرفتند و سطح زیر پیک‌های اکسیداسیون نمونه محاسبه و با سطح زیر پیک اولیه قیاس شدند و به این ترتیب کارایی حذف دارو از نمونه‌ها (میزان حذف) تعیین شد. نتایج حاکی از آن است که این روش برای حذف داروهای منتخب دارای کارایی حذف بالا در حدود 70 درصد و به‌طور خاص برای نمونه آتوراستاتین، کارایی در حدود 100 درصد را از خود نشان داده است. لازم به‌ذکر است که زمان اکسیداسیون هر دارو با توجه به نوع دارو و غلظت داروی بررسی شده متفاوت است. در بیشتر موارد زمانی در حدود 100 تا 500 ثانیه برای حذف دارو کافی به نظر می‌رسد. پتانسیل اکسایش داروهای منتخب در گستره حدود v  0.8- قرار می‌گیرد. بنابراین این با توجه به نتایج به‌دست آمده این روش، صحت بالا و دقت کافی (rsd در حدود 2 درصد) دارد.

pharmaceutical pollutants removal by using electrochemical oxidation technique

pharmaceutical industries, due to the production of a wide range of drugs, have pharmaceutical effluents and wastewater in various types of synthetic, chemical, biological drugs, etc. the entry of these substances into the cycle of the environment and human life is extremely harmful and carries serious risks. therefore, pharmaceutical wastewater treatment is of great importance in industry. there are various methods on an industrial scale to remove contaminants and pharmaceutical effluents, among them, electrochemical and oxidation-based methods are very suitable for industrial and medical applications due to technical-economic justification. in this study, the removal of contaminants in drug effluents was investigated using the oxidation process. in order to evaluate and determine the characteristics of high-consumption drugs (aspirin, atorvastatin, metformin, metronidazole, and ibuprofen), using a potentiostat device with a three-electrode cell, a cyclic voltammetric diagram with a 100 mv/s scanning rate was performed until the initial and peak conditions were reached. oxidation of drug samples were evaluated. then, using the chronoamperometry process (constant potential application), the drugs were subjected to an electrochemical oxidation process (using three-electrode cells), and the drug removal process was performed for insoluble and liquid samples. at the end of the chronoamperometry method (drug removal), the samples were again subjected to cyclic voltammetry test, and the level below the oxidation peaks of the sample was calculated and compared with the level below the initial peak, thus determining the removal efficiency of the sample (removal rate). the results indicate that this method has shown about 70% efficiency for removing selected drugs with a high removal efficiency and for the atorvastatin sample specifically, it was about 100%. it should be noted that the oxidation time of each drug varies according to the type of drug and the concentration of the drug under study. about 100 to 500 seconds seems to be enough to remove the drug in most cases. the oxidation potential of selected drugs is in the range of -0.8 v. therefore, according to the results obtained, this method has high and sufficient accuracy (rsd about 2%).