Влияние компонентов водной матрицы на фотодеструкцию модельного раствора антибиотиков тетрациклинового ряда

Аннотация

Появление остатков антибиотиков тетрациклинового ряда в природных и сточных водах угрожает экологической среде и здоровью человека. В качестве одной из перспективных технологий доочистки воды интенсивные процессы окисления на основе ультрафиолета привлекают большое внимание ввиду высокой эффективности, энергосбережению и экологичности. Проанализирована кинетика фотодеструкции водного раствора тетрациклина в присутствии различных анионов и окислителей. Исследовано влияние рН исходного раствора тетрациклина на эффективность фотодеструкции. Установлено, что процесс фотодеструкции тетрациклина сопровождается изменением показателей окислительно-восстановительного потенциала и рН. Добавление в водную матрицу пероксида водорода дополнительно способствует увеличению степени и скорости фотодеструкции тетрациклина. Из группы серосодержащих анионов наиболее эффективным для фотодеструкции тетрациклина оказалось применение пероксодисульфата. Добавление углеродсодержащих анионов (карбонаты и гидрокарбонаты) способно повысить эффективность фотодеструкции тетрациклина так же, как и добавление в водную матрицу нитрат анионов. При этом введение в систему фосфор- и хлорсодержащих анионов не повлияло на фотодеструкцию тетрациклина. Определено наиболее эффективное синергетическое влияние компонентов водной матрицы на процесс фотодеструкции антибиотика тетрациклинового ряда

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Андриянова Д.В., Иванцова Н.А., Ветрова М.А. и др. Влияние компонентов водной матрицы на фотодеструкцию модельного раствора антибиотиков тетрациклинового ряда. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2024, № 2 (113), с. 88--102. EDN: LVIOYE

Литература

[1] Булдакова А.М. Современные методы очистки сточных вод: недостатки и преимущества применения. Развитие современной молодежной науки: опыт теоретического и эмпирического анализа. Сб. ст. II Междунар. науч.-практ. конф. Петрозаводск, Новая Наука, 2021, с. 130--136. EDN: XALAAX

[2] Соснина Н.А. Фотолитическая деструкция как способ очистки сточных вод от органических соединений. Вестник ТОГУ, 2011, № 3, с. 75--84. EDN: OITUFD

[3] Barcelo D., Petrovic M., Radjenovic J. Treating emerging contaminants (pharma-ceuticals) in wastewater and drinking water treatment plants. Options Mediterra-neennes, 2009, no. 88, pp. 133--140.

[4] Kabanov M.A., Ivantsova N.A., Kuzin E.N., et al. Evaluation of the influence of drug complex formation on the efficiency of water conditioning with reagents for tetracycline. Pharm. Chem. J., 2021, vol. 55, no. 11, pp. 1245--1249. DOI: https://doi.org/10.1007/s11094-022-02565-7

[5] Ternes T.A., McDowell D., Sacher F., et al. Removal of pharmaceuticals during drinking water treatment. Environ. Sci. Technol., 2002, vol. 36, iss. 17, pp. 3855--3863. DOI: https://doi.org/10.1021/es015757k

[6] Pharmaceuticals: environmental effects. In: Encyclopedia of Environmental Health. Elsevier, 2011, pp. 142--150.

[7] Mohsin M.K., Mohammed A.A. Catalytic ozonation for removal of antibiotic oxy-tetracycline using zinc oxide nanoparticles. Appl. Water Sci., 2021, vol. 11, no. 1, art. 9. DOI: https://doi.org/10.1007/s13201-020-01333-w

[8] Emzhina V.V., Kuzin E.N., Babusenko E.S., et al. Photodegradation of tetracycline in presence of H₂O₂ and metal oxide based catalysts. J. Water Process. Eng., 2021, vol. 39, art. 101696. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2020.101696

[9] Guo Y., Qi P.S., Liu Y.Z. A review on advanced treatment of pharmaceutical wastewater. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 2017, vol. 63, art. 012025. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/63/1/012025

[10] Vedenyapina M.D., Kurmysheva A.Y., Rakishev A.K., et al. Activated carbon as sorbents for treatment of pharmaceutical wastewater (review). Solid Fuel Chem., 2019, vol. 53, no. 6, pp. 382--394. DOI: https://doi.org/10.3103/s0361521919070061

[11] Mukimin A., Vistanty H. Hybrid advanced oxidation process (HAOP) as an effective pharmaceutical wastewater treatment. E3S Web Conf., 2019, vol. 125, art. 03007. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912503007

[12] Nirmalendu S.M., Rajesh R., Aneek K., et al. A review on advanced oxidation processes for effective water treatment. Curr. World Environ., 2017, vol. 12, no. 3, pp. 470--490. DOI: https://doi.org/10.12944/CWE.12.3.02

[13] Munter R. Advanced oxidation processes-current status and prospect. Proc. Estonian Acad. Sci., 2001, vol. 50, no. 2, pp. 59--80. DOI: https://doi.org/10.3176/chem.2001.2.01

[14] Kanakaraju D., Glass B.D., Oelgemooller M. Advanced oxidation process-mediated removal of pharmaceuticals from water: a review. J. Environ. Manag., 2018, vol. 219, pp. 189--207. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.04.103

[15] Ибоян Д.Л., Косоплёткин Д.Л., Беловодский Е.А. Современные методы очистки сточных вод. Рациональное использование природных ресурсов и переработка техногенного сырья: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, химия и биотехнология. Сб. докл. Междунар. науч. конф. Белгород, БГТУ им. В.Г. Шухова, 2021, с. 92--97. EDN: GBXLXA

[16] Chen Y., Xu W., Zhu H., et al. Comparison of organic matter removals in single-component and bi-component systems using enhanced coagulation and magnetic ion exchange (MIEX) adsorption. Chemosphere, 2018, vol. 210, pp. 672--682. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.07.055

[17] Zhang Y., Zhao Y.-G., Maqbool F., et al. Removal of antibiotics pollutants in wastewater by UV-based advanced oxidation processes: Influence of water matrix components, processes optimization and application: a review. J. Water Process. Eng., 2022, vol. 45, art. 102496. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2021.102496

[18] Раменская Г.В., ред. Фармацевтическая химия. М., Лаборатория знаний, 2021.

[19] Мельников М.Я. Экспериментальные методы химической кинетики. М., Изд-во Моск. ун-та, 2004.

[20] Иванцова Н.А. Фотоокислительная деструкция формальдегида в водной среде. Химия высоких энергий, 2021, т. 55, № 3, c. 215--218. EDN: JSFKUM. DOI: https://doi.org/10.31857/S0023119321030050