Sorbents based on natural aluminosilicates and wastewater treatment from antibiotics and endotoxins
Authors: Шапкин Н. П. , Хальченко И. Г. , Гальченко Д. С. , Смирнова М. Г. , Соколова Л. И. , Шкуратов А. Л. , Давыдова В. Н. , Папынов Е. К. 
Published: August 2024

В настоящее время в России активно рассматривается возможность очистки сточных вод пищевых предприятий и убойных цехов агропромышленного комплекса от антибиотиков. Содержание антибиотиков в сточных и питьевых водах не нормируется. В работе исследованы сорбционные свойства природных и модифицированных алюмосиликатов: вермикулита Ковдорского месторождения, модифицированного 12% соляной кислотой; каолинита Сухоложского месторождения (Иркутская область); монтмориллонитовой глины (нонтронит), модифицированной хитозаном; цеолита Чугуевского месторождения (Приморский край). В качестве адсорбатов выбраны антибиотики: левомицетин, тетрациклин, цефазолин и ципрофлоксацин. Исследована возможность концентрирования и сорбции антибиотиков в статическом и динамическом режимах. Проведено исследование сорбционного равновесия антибиотиков при их совместном присутствии в растворе. Показано, что наиболее эффективными сорбентами для очистки сточных вод является вермикулит, модифицированный 12% соляной кислотой и нонтронит, модифицированный хитозаном. Найдены зависимости величин сорбции антибиотиков от состава и структуры сорбентов. При сорбции смеси антибиотиков основную роль играет величина удельной поверхности, а емкость в динамических условиях определяется величиной удельного объема сорбента. Также исследована сорбция эндотоксинов на природном и модифицированном хитозаном цеолите Чугуевского месторождения. Показано, что модификация хитозаном приводит к получению эффективного сорбента для очистки медицинских растворов от эндотоксинов.

Сurrently in Russia is actively considering the possibility of treating wastewater from food enterprises and slaughterhouses of the agro-industrial complex from antibiotics. The content of antibiotics in waste and drinking water is not standardized. The paper investigates the sorption properties of natural and modified aluminosilicates: vermiculite from the Kovdor deposit, modified with 12% hydrochloric acid; kaolinite of the Sukholozhskoye deposit (Irkutsk region); montmorillonite clay (nontronite) modified with chitosan; zeolite from the Chuguevsky deposit (Primorsky Krai). The following antibiotics were chosen as adsorbates: levomycetin, tetracycline, cefazolin and ciprofloxacin. The possibility of concentration and sorption of antibiotics in static and dynamic modes was studied. A study was made of the sorption equilibrium of antibiotics in their joint presence in solution. It has been shown that the most effective sorbents for wastewater treatment are vermiculite modified with 12% hydrochloric acid and nontronite modified with chitosan. The dependences of the sorption values of antibiotics on the composition and structure of sorbents were found. During the sorption of a mixture of antibiotics, the specific surface area plays the main role, and the capacity under dynamic conditions is determined by the specific volume of the sorbent. The sorption of endotoxins on natural and chitosan-modified zeolite from the Chuguevskoe deposit was also studied. It has been shown that modification with chitosan leads to the production of an effective sorbent for the purification of medical solutions from endotoxins.