یادداشت
فن آوریهای جذب برای حذف سیتواستاتیک در آب
بررسی یافتههای مطالعات گذشته پیرامون حذف سیتواستاتیکهای موجود در پسابهای فاضلاب شهری.
امتیاز:
به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، یکی از رایجترین داروهای مرتبط با درمانهای سرطان سیتواستاتیک است که داروهای بسیار مؤثری در از بین بردن سلولهای سرطانی هستند، اما برای بافتهای سالم سمی هستند. پس از تجویز به بیماران، به دلیل تخریب ضعیف آنها در بدن در تصفیه خانههای فاضلاب (WWTPs)، دفع میشوند و اغلب به آبهای طبیعی میرسند، که تهدیدی جهانی برای محیط زیست و سلامت انسان است. بنابراین مطالعه رویکردهای درمانی مناسب برای حذف موثر این داروهای خطرناک در WWTP ها موضوعی نگران کننده و از اهمیت بالایی برای اطمینان از یکپارچگی محیطی، انعطاف پذیری و پایداری است.
جذب سیتواستاتیک
حذف سیتواستاتیکها در فاز آبی با استفاده از جذب سطحی توجه محققین را در دهههای گذشته به خود جلب کرده است و جاذبهای تجاری و سفارشی مختلفی برای این منظور مورد بهره برداری قرار میگیرند. بنابراین، بحث در مورد نتایج موجود بر اساس نوع جاذب مورد استفاده در فرآیند تصفیه سازماندهی میشود: مواد کربنی، جاذبهای زیستی، مواد مبتنی بر Fe3O4 و غیره.
مواد کربنی
به دلیل هزینه کم و تطبیق پذیری، مواد کربنی به طور گستردهای برای جذب ریزآلایندهها در پسابهای WWTP استفاده شده است. با توجه به حذف سیتواستاتیکها، کربن فعال (AC)، کربن سیاه (CB)، نانولولههای کربنی (CNT) و اکسید گرافن (GO) از جمله، برای این منظور استفاده شده است. محققان جذب 5-FU را در آب فوق خالص روی AC و CBهای تجاری مختلف مطالعه کردند. این مواد به عنوان پودر (اندازه ذرات: 212-600 میکرومتر) با استفاده از غلظتهای 5-FU بین 1 تا 10 میلی گرم در لیتر در دمای 30 درجه سانتی گراد به مدت 24 ساعت برای اطمینان از رسیدن به تعادل جذب استفاده شدند. ایزوترمهای جذب برای مدلهای لانگمویر، فروندلیچ و تمکین برازش داده شدند که اولین مدل بهترین مدل برای توصیف سیستم بود.
مواد مبتنی بر Fe3O4
علیرغم استفاده از مواد مبتنی بر مگنتیت (Fe3O4) که هنوز برای جذب سیتواستاتیک چندان گسترش نیافته است، مزایای زیادی دارد. اول از همه، خواص مغناطیسی نانوذرات Fe3O4 آنها را برای بازیابی آسان با استفاده از میدان مغناطیسی جالب میکند. علاوه بر این، وجود آهن در هسته این مواد امکان بازسازی آسان جاذب را با استفاده از H2O2 در واکنشهای شبیه فنتون فراهم میکند، همانطور که اخیرا توسط محققان برای جذب و کاهش متعاقب آن میکروآلایندهها ارائه شده است. با این وجود، مگنتیت معمولاً سطح بسیار پایینی دارد(BET: 8 m2/g) و در نتیجه، ظرفیت جذب کاهش مییابد که عملاً میتواند ناچیز باشد. از این رو، محققان بر روی معرفی گروههای سطحی آلی یا رسوب پوششهای متخلخل برای افزایش ظرفیت جذب این مواد کار کردهاند. نتایج به دست آمده برای حذف سیتواستاتیک در فاز آبی با مواد مبتنی بر Fe3O4 در مطالعات گذشته بررسی شده است.
جاذبهای بیولوژیکی
حذف آلایندهها توسط جاذبهای بیولوژیکی میتواند با زیست توده زنده یا غیر زنده انجام شود. جذب زیستی یک فرآیند جذب است که در آن جاذب، زیست توده غیرفعال (غیر زنده) مانند بقایای کشاورزی، خاک اره چوب، میکروارگانیسمهای غیرفعال شده، جلبکهای غیرفعال شده، ضایعات میوه و سایر زیستتودههای گیاهی است. اگر زیست توده فعال (یا زنده) باشد، فرآیند به عنوان تجمع زیستی تعریف میشود. محققان حذف فلوتامید (FLU) را با استفاده از ریزجلبک زنده کلرلا ولگاریس به عنوان جاذب در آب فوق خالص با 20 درصد MeOH مورد مطالعه قرار داد. این مطالعه زمان تماس بین 10 تا 120 دقیقه، غلظت جاذب از 0.5 تا 4.1 گرم در لیتر و pH عملیات را ارزیابی کرد. زیست توده مرده ریزجلبک آب شیرین دارای ظرفیت جذب 12.5 میلی گرم بر گرم است. این مقدار در هنگام کار با جلبکهای زنده بیش از دو برابر (qe: 26.8 میلی گرم در گرم) افزایش یافت. با توجه به تأثیر pH، حداکثر حذف آنفلوآنزا در هر دو مورد (یعنی زیست توده مرده و زنده) در pH اسیدی به دست آمد.
جاذبهای دیگر
این بخش استفاده از خاک رس و سایر جاذبها را برای حذف داروهای سیتواستاتیک جمع آوری شده را پیشنهاد کرد. تنها یک کار در ادبیات مربوط به استفاده از این مواد برای داروهای سیتواستاتیک است. محققان جذب 5-FU را روی رسهای اسمکتیت طبیعی (مونتموریلونیت و ساپونیت) مطالعه کردند. مونت موریلونیت و ساپونیت رسهایی هستند که به گروه اسمکتیت تعلق دارند و از لایههای آلومینوسیلیکات انباشته تشکیل شدهاند. آنها به دلیل توانایی خود در جذب انواع مختلفی از ترکیبات در فضای بین لایهای خود شناخته شدهاند که در نتیجه یک نوع ترکیبی از ترکیبات گنجانده میشود. با وجود این دیدگاه جالب و دقیق از مکانیسم جذب، شرایط عملیاتی خاص و ظرفیتهای جذب در این کار گزارش نشده است.
فناوریهای ترکیبی
ترکیب دو یا چند فرآیند تصفیه (فناوریهای ترکیبی) میتواند مکانیسم امیدوارکنندهای برای حذف چندین آلاینده با خواص فیزیکی و شیمیایی مختلف از فاضلاب باشد. تا آنجا که نویسندگان میدانند، تحقیقات زیادی در مورد استفاده از فنآوریهای ترکیبی برای حذف سیتواستاتیک از آبها انجام نشده است و تنها چهار مطالعه یافت شده است. محققان، تأثیر غشاهای ACs (PAC و گرد و غبار کک لیگنیت (LCD)) و نانوفیلتراسیون (NF) را بر تخریب اختلالات غدد درون ریز و سیتواستاتیکها ارزیابی کردند. با این حال، سیتواستاتیک مورد مطالعه (CytR و 5-FU) حذف بالایی را تنها با استفاده از غشاهای NF نشان دادند، همانطور که در بخش قبل ذکر شد، و فناوریهای هیبریدی برای این ترکیبات انجام نشد.
ارزیابی چرخه حیات
امروزه موضوع پایداری به یک اولویت برای فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب تبدیل شده است. در این زمینه، ارزیابی چرخه حیات (LCA) به عنوان ابزاری برای ارزیابی تأثیر خالص (تفاوت بین تأثیرات ایجاد شده و اجتنابشده) بر محیطزیست به دلیل اجرای فناوری خاصی برای تصفیه آب، اجتناب از «تغییر مشکل» پدید آمده است. بار زیستمحیطی شامل همه انواع تأثیرات بر محیطزیست (به عنوان مثال، کاهش منابع طبیعی، مصرف انرژی، انتشار آلایندهها به زمین، آب و هوا) است که از هر مرحله از فرآیند ناشی میشود: استخراج و آمادهسازی مواد خام، تولید، توزیع. ، بهره برداری / استفاده، تعمیر / ارتقا / نگهداری و دفع نهایی یا بازیافت.
جذب فیزیکی با استفاده از AC یکی از شناخته شده ترین فرآیندها برای حذف آلایندههای آلی و معدنی است. در اروپا، AC مورد استفاده در WWTP ها معمولاً از منابع تجدیدناپذیر (مواد مبتنی بر فسیل) تولید میشود که بار زیست محیطی قابل توجهی دارند. این و رشد سریع تقاضای AC فرصتی در بازار برای محصولات تجدیدپذیر و کم تأثیر زیستی به عنوان جایگزینی برای مواد خام معمولی فراهم کرده است. با توجه به تعداد زیاد مواد اولیه بالقوه (مانند ضایعات کشاورزی، چوب و گیاهان علفی)، درک پیامدهای زیست محیطی تولید AC از این جایگزینها ضروری است، به ویژه با توجه به اینکه در حال حاضر فرآیند تولید به عنوان عامل اصلی در اثرات ایجاد شده در مطالعات قبلی LCA بررسی شده است.
جذب آلایندههای باقیمانده بر روی مواد مختلف یک تکنیک امیدوارکننده با هدف حذف چنین ترکیباتی از پسابها و جلوگیری از انتشار آنها به محیط زیست است. اهداف اصلی مطالعات گذشته عبارت بود از: (1) انجام یک بررسی جامع در مورد فرآیندهای مختلف جذب سیتواستاتیک (داروهای مورد استفاده در شیمی درمانی) بر روی چندین ماده (به عنوان مثال، مواد کربن دار، Fe3O4 و جاذبهای زیستی)، و همچنین استراتژیهای ترکیبی ناشی از ترکیبی از جذب با سایر فرآیندهای اصلاحی، و (ii) سرنخها و نکات مهمی را برای درمان مؤثر داروهای سیتواستاتیک ارائه میدهد.
پایان مطلب/