نقش فوتوکاتالیست در تصفیه فاضلاب صنایع دارویی و بهداشتی

وجود آلاینده های در حال ظهور در فاضلاب محصولات دارویی و بهداشتی در بسیاری از ماتریس‌های آبی گزارش شده است.

یکی از این ماتریس‌ها ، جریان‌های فاضلاب از جمله ورودی و خروجی تصفیه خانه‌های فاضلاب و جریان فاضلاب با عبور تصفیه خانه‌های فاضلاب است.

ماندگاری این آلاینده‌ها از مقاومت در برابر تجزیه ناشی می‌شود ، از این رو ممکن است به مدت طولانی در محیط باقی بمانند ، و ممکن است اثرات سوئی از جمله اختلال غدد درون ریز ، سمیت ژن ، تحمیل اندام های جنسی ، مقاومت آنتی بیوتیکی و بسیاری دیگر در برخی از ارگانیسم‌های آبزیان ایجاد کند.

معرفی

آلاینده های در حال ظهور را می توان در چندین گروه طبقه بندی کرد که شامل:

  • ترکیبات پرفلورین (PFC)
  • داروها و محصولات مراقبت شخصی (PPCP)
  • بازدارنده های شعله برومین (BFR)
  • پلاستیک های ریز و سموم حاصل از جلبک و غیره

نگرانی در مورد اثرات احتمالی نامطلوب این مواد بر سلامت انسان و اکوسیستم ناشی از ماندگاری ، تمایل به تجمع محیطی ، پتانسیل قرار گرفتن در معرض ، تجمع زیستی / پتانسیل بزرگنمایی زیستی و فعالیت زیستی است.

بنابراین ، ممکن است این آلاینده ها بسته به مجموعه اطلاعاتی که از داده های نظارت در مورد وقوع آنها ، سمیت آنها ، اثرات بالقوه سلامتی و درک عمومی است ، در اولویت قرار بگیرند.

محصولات دارویی و بهداشتی (PPCP) چیست؟

محصولات صنایع دارویی و بهداشتی (PPCP) شامل مرطوب کننده ها ، رژ لب ها ، شامپوها ، رنگ موها ، دئودورانت ها ، سورفاکتانت خمیر دندان و بسیاری از محصولات خانگی است که عمدتا برای بهبود کیفیت زندگی روزمره استفاده می شود و ترکیبات آنها از دهه ۱۹۷۰ به طور ناخواسته در محیط آبی وجود دارد .

بقایای آنها در انواع آب‌های سطحی ، آب‌های زیرزمینی و محیط اقیانوسی در ۲۰ سال گذشته شناسایی شده است.

این ترکیبات به بسیاری از محیط های آبی که از طریق جریان فاضلاب شهری آب آلوده دریافت می‌کنند (تخلیه خانگی / صنعتی ، پساب WWTPs و غیره) راه پیدا می کنند ، که به نوبه خود به آب چرخه انتقال می‌یابد ، حتی به آب آشامیدنی می‌رسد ، در نتیجه آب دوست بودن آنها است.

داروها

داروها معمولاً شامل نسخه های دارویی دامپزشکی / انسانی و غیرتجویزی (OTC) داروهای دامپزشکی و تغذیه ای برای پیشگیری / اهداف مکمل های درمانی و بهداشتی هستند.

آنها به عنوان آنتی بیوتیک‌ها ، مسکن‌ها ، تنظیم کننده های چربی خون ، هورمون‌های طبیعی و مصنوعی ، مسدود کننده های β ، ضد دیابت ، ضد فشار خون و بسیاری از محصولات دیگر که برای اهداف بهداشتی استفاده می‌شوند، طبقه بندی می شوند .

 این مواد به طور مداوم از یک منبع خانگی و صنعتی نقطه ای و غیر نقطه ای به محیط آبزی تخلیه می شوند.


درخصوص تصفیه فاضلاب صنایع داروسازی بیشتر بدانیم


حضور و ظهور محصولات دارویی و بهداشتی فاضلاب

یک بررسی جهانی وجود چندین گروه از محصولات صنایع دارویی و بهداشتی را در بیشتر محیط های آبی نشان داده است.

متأسفانه ، این داده ها اساساً به مطالعات انجام شده در اروپا ، آمریکای شمالی ، اسکاندیناوی و چند مکان دیگر متکی هستند.

در دسترس بودن چنین داده هایی در آن نقاط جهان به این دلیل است که تحقیقات در مورد PPCP ها و بسیاری از آلاینده ها / آلاینده های اختلالات غدد درون ریز در کشورهای آفریقایی و به ویژه در سیستم آبزیان آفریقای جنوبی بسیار کم است.

با وجود کمبود داده ها ، وجود برخی از محصولات صنایع دارویی و بهداشتی در سطوح غلظت که گاهی از میکروگرم بر لیتر در پساب های WWTP و آب های محیطی فراتر رفته اند گزارش شده است.

مطالعات تحقیقی در مورد اصلاح ماتریس های آبی آلوده و یا حذف این آلاینده ها در تصفیه خانه های آب آشامیدنی و یا در حین تصفیه فاضلاب قبل از تخلیه به آب های سطحی هنوز بسیار عقب است و احتمالاً فاقد ارزش است.

تکنیک های تصفیه فاضلاب صنایع دارویی و بهداشتی

در میان تکنیک های تصفیه فاضلاب صنایع دارویی و بهداشتی ، گزارش شده است که فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته یک تکنیک برتر است و از طریق آن می توان محصولات صنایع دارویی و بهداشتی را در تصفیه فاضلاب با راندمان حذف پائین تخریب کرد.

فتوکاتالیز ناهمگن با استفاده از فوتوکاتالیست بی حرکت با پشتیبانی جامدات مانند کربن فعال ، گرافن و نانولوله های کربن در AOPs نشان داده که یک روش مناسب و کارآمد برای تخریب محصولات صنایع دارویی و بهداشتی است.

دلیل این امر این است که ، عملکرد اکثر شبکه های تصفیه فاضلاب با راندمان حذف پائین ، محدود است. زیرا آنها برای تخریب محصولات صنایع دارویی و بهداشتی سمی و خودسر طراحی نشده‌اند.

این بررسی وقوع ، غلظت محصولات صنایع دارویی و بهداشتی را در فاضلاب و راندمان حذف فتوکاتالیز ناهمگن TiO2 بی حرکت روی تکیه گاه های جامد را برجسته می کند.

روش های آماده سازی کاتالیست

آماده سازی فوتوکاتالیست ها را می توان از طریق فرآیندهای شیمیایی مختلف به دست آورد. روش‌های سنتز معمولاً متناسب با اندازه و مورفولوژی مواد مورد نظر طراحی می شوند.

برخی از تکنیک های ساده مصنوعی که برای سنتز مواد فتوکاتالیست کاربردی استفاده شده است در زیر بیان شده است.

روش هم رسوبی

روش هم رسوبی یک روش بسیار آسان و راحت است که در سنتز فوتوکاتالیست های مختلف استفاده می شود.

این روش شامل انحلال پیش ماده نمک مورد نظر در یک محلول آبی و به دنبال آن رسوب با افزودن باز مانند NaOH ، KOH است.

روش هم رسوبی معمولاً با شستشو و خشک کردن ، سپس با استفاده از رسوب رسوب در دمای مطلوب برای بدست آوردن محصولات مورد نظر دنبال می شود.

اندازه ذرات ، مورفولوژی و ترکیب فوتوکاتالیست سنتزی تهیه شده از طریق این روش را می توان با تنظیم پارامترهای مختلف آزمایشی ، مانند ماده اولیه ، نسبت آنها ، لیگاند سطح ، دمای واکنش با زمان و pH کنترل کرد.

علاوه بر این ، توزیع اندازه فوتوکاتالیست آماده می‌تواند با افزودن لیگاندها ، مانند سورفاکتانت ها ، مولکول های غیر آلی و پلیمرها به محیط واکنش ، بهبود یابد ، با این حال ، کنترل اندازه برای این روش به طور کلی ضعیف است.

روش هیدروترمال / سلووترمال

این روش شامل واکنش شیمیایی است که در آن پیش سازها در یک حلال مانند آب ، حلال های آلی یا KOH حل می شوند.

سپس مخلوط آبی در اتوکلاو فولاد ضد زنگ مهر و موم شده در دمای بالا در حدود ۲۰۰ درجه سانتی گراد تحت حرارت قرار می گیرد.

در نتیجه ، فشار درون اتوکلاو واکنش به شدت بالاتر از فشار اتمسفر افزایش می یابد و در نتیجه تولید مواد بلوری بالا بدون نیاز به تصفیه های بعدی انجام می شود .

عیب این روش بازده کم آن در مقایسه با روش همبستگی است.

روش تجزیه حرارتی

تجزیه حرارتی یک روش ابتکاری برای سنتز نانوذرات پایدار است.

این روش شامل ترمولیز پیش سازهای کمپلکس آلی فلزی در حلال‌های آلی با نقطه جوش بالا در حضور سورفاکتانت ها برای سنتز نانوذرات از مواد مختلف است.

در مقایسه با سایر روش‌ها سریعتر ، واضح تر و مقرون به صرفه است.

این روش همچنین یکی از راحت ترین و آسان ترین روش‌هایی است که برای سنتز نانوذرات فلزی تک پراکنده استفاده می شود.

علاوه بر این ، بزرگترین چالش به دست آوردن اندازه و شکل نانومتری کنترل شده در تحقیقات فناوری نانو است، که با کنترل غلظت مواد پیش ساز و سورفاکتانت حاصل می شود ، پاسخ می دهد.

حلال و پارامترهای آزمایشی مانند میزان گرمایش ، دمای گرمایش و زمان گرمایش معمولاً تنظیم می‌شوند.

با این حال ، فوتوکاتالیست تهیه شده با این روش معمولاً با لیگاندهای آبگریز پوشانده می شود ، در نتیجه آن را در آب نامحلول می کند.

بنابراین ، یک مرحله اصلاح سطح دیگر برای ارائه این نانوذرات محلول در آب برای کاربردهای فتوکاتالیستی کارآمد مورد نیاز است.

روش سل-ژل

روش سل-ژل برای سنتز نانومواد یک روش واکنش مناسب و همه کاره در سنتز فتوکاتالیست های کاربردی متعدد است.

فرآیند سل ژل بر اساس واکنش هیدرولیز و پلی کندسانساسیون شامل افزودن یک عامل کمپلکس مانند است.

این عوامل کمپلکس کننده به عنوان پیوند دهنده های متقابل بین مواد یونی در محلول و به دنبال آن تدریجاً مولکول های حلال را از مخلوط حذف می کنند و یک ژل غلیظ ایجاد می کنند.

سپس ژل خشک شده و از قبل کلسی می‌شود تا پودر آماده شده بدست آید. سپس پودرهای تهیه شده در دماهای بالاتر آنیل می شوند تا محصول نهایی بدست آید.

از اکسیدهای فلز نیز می‌توان به عنوان مواد اولیه در این روش استفاده کرد.

پارامترهای مختلفی مانند نوع پیش ساز ، نوع حلال ، محتوای آب ، pH ، غلظت پیش ماده و دما می توانند بر ساختار ژل اولیه تأثیر بگذارند.

روش سل ژل از مزایای بسیاری برخوردار است.

به عنوان مثال ، اجازه می دهد تا خصوصیات فله ای ، از جمله ترکیب فاز و ویژگی های سطح مانند سطح ، توزیع کل منافذ و غیره ، یک ماده در مقیاس نانومتر از مراحل اولیه پردازش تنظیم شود.

اشکال اصلی در هزینه بالای احتمالی اکثر پیش سازهای آلک اکسید است و مراحل پردازش طولانی است.


این مطلب را نیز بخوانید: پنج فناوری تصفیه فاضلاب دارویی


جمع بندی

لازم به ذکر است که از بین گزارش های مختلف بررسی شده ، مواد فوتوکاتالیست به عنوان یک فناوری کارآمد و موثر برای تخریب آلاینده های آلی مختلف در فاضلاب محصولات دارویی و بهداشتی تا رنگ های مختلف ظهور کردند.

علاوه بر این ، مهندسی فوتوکاتالیست مبتنی بر کربن بدون فلز به دلیل داشتن شکاف باند قابل تنظیم ، پاسخ‌های نور مرئی ، تشکیل ساختارهای پیچیده ، پایداری شیمیایی عالی ، اقتصادی ، قابلیت استفاده مجدد ، به عنوان ابزاری کارآمد و موثر از مزیت بزرگی برخوردار است.

با این حال ، علیرغم پیشرفت قابل توجهی که در سنتز فوتوکاتالیست برای اصلاح محیط وجود دارد ، عملکرد فوتوکاتالیستی آنها برای تخریب و کانی سازی محصولات دارویی و مراقبت های شخصی با واسطه های آنها هنوز برای کاربردهای عملیاتی به پیشرفت های بیشتری نیاز دارند.

منبع: Biomedcentral

ارسال پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. فیلدهای مورد نیاز با * مشخص شده اند.پر کردن این فیلد ضروری است *