Development of photochemical methods for water treatment RS502

Abstract

Inadequate treatment of pharmaceutical wastewater leads to the occurrence of pharmaceutical compounds in water, which can cause serious environmental effects such as bacterial resistance. In order to avoid undesired accumulation of such compounds water must be properly treated. The photocatalysis is a kind of chemical method, which appears to be quite promising because of its simplicity, low cost, nontoxic, high degradation efficiency and excellent stability. Among all the pharmaceuticals that cause pollution, antibiotics play an important role because of their high utilization in human and veterinary medicine and the difficulty of their reduction in the future.Levofloxacin is a commonly used antibiotic from the class of fluoroquinolones. It was detected in traces in many aquatic systems. In this work, photocatalytic degradation of Levofloxacin was conducted using two types of photocatalysts nanoparticles; zinc oxide and graphene oxide and a combination of both catalysts. A RP-HPLC/UV method was developed for measuring the percentage of degradation for Levofloxacin. Different factors influencing the degradation procedure were studied and optimized such as the pH, the exposure time to UV light, the drug concentration and the catalysts type/concentration using the fractional factorial design. The catalyst type was found to be the most effective parameter followed by the drug concentration. The most effective catalyst used is a combination of zinc oxide/grapheme oxide followed by using grapheme oxide alone, while the least effective catalyst is zinc oxide. The procedure was successfully applied for treatment of wastewater samples of pharmaceutical company during cleaning of the production machines. A percentage degradation of 99.85% was achieved using zinc oxide/grapheme oxide combination at pH 9±0.05, with UV light exposure time 1 hour. This protocol of wastewater treatment is effective in degrading traces of levofloxacin and could be used in the production department of the pharmaceutical companies. معالجة غير كافية من مياه الصرف الصحي الدوائية يؤدي إلى حدوث المركبات الصيدلانية في الماء ، والتي يمكن أن تسبب هذه الآثار البيئية الخطيرة كما المقاومة البكتيرية. من أجل تجنب تراكم غير مرغوب فيه من هذه المركبات يجب معالجة المياه بشكل صحيح. الحفز الضوئي هو نوع من الطريقة الكيميائية ، والتي يبدو أنه واعد للغاية بسبب بساطته وتكلفته المنخفضة وغير سامة وعالية كفاءة التدهور والاستقرار ممتازة. بين جميع الأدوية التي تسبب التلوث ، والمضادات الحيوية تلعب دورا هاما بسبب ارتفاع استخدامها في الإنسان و الطب البيطري وصعوبة تخفيضها في المستقبل يشيع استخدام المضادات الحيوية من فئة الفلوروكينولونات. تم اكتشافه في آثار في العديد من النظم المائية. في هذا العمل ، كان التحلل الضوئي للليفوفلوكساسين أجريت باستخدام نوعين من الجسيمات النانوية المحفزات الضوئية ؛ أكسيد الزنك والجرافين أكسيد ومزيج من المحفزات. تم تطوير طريقة RP-HPLC / UV قياس نسبة تدهور ليفوفلوكساسين. العوامل المؤثرة المختلفة تمت دراسة إجراءات التدهور وتحسينها مثل درجة الحموضة ، ووقت التعرض للأشعة فوق البنفسجية ، وتركيز المخدرات ونوع / تركيز المحفزات باستخدام تصميم عامل كسور. تم العثور على نوع المحفز ليكون المعلمة الأكثر فعالية تليها تركيز الدواء. المحفز الأكثر فعالية هو مزيج من أكسيد الزنك / أكسيد الجرافيم متبوعًا باستخدام أكسيد الجرافيم وحده ، على الأقل المحفز الفعال هو أكسيد الزنك. تم تطبيق الإجراء بنجاح لعلاج عينات من مياه الصرف الصحي لشركة الأدوية أثناء تنظيف الإنتاج الآلات. تحققت نسبة تدهور بلغت 99.85٪ باستخدام أكسيد الزنك / الجرافيم مزيج أكسيد في درجة الحموضة 9 ± 0.05 ، مع وقت التعرض للأشعة فوق البنفسجية ضوء 1 ساعة. هذا البروتوكول من معالجة المياه العادمة فعالة في آثار التحطيم من الليفوفلوكساسين ويمكن استخدامها في قسم إنتاج شركات الأدوية.