Antibiyotiklerin fotokimyasal ileri oksidasyon prosesleri ile giderimi

Antibiyotikler uzun bir süredir tıbbi ilaç olarak kullanılmaktadır ve yakın zamanda çevrede yeni kirletici maddeler olarak ortaya çıkmıştır. Ana antibiyotik bileşikleri ve bunların metabolitleri su arıtma işlemlerinde arıtılamamakta ve çevresel ortamlara karışabilmektedir. Yaygın olarak kullanılan antibiyotikler arasında florokinolonlar önemli bir sentetik antibakteriyel madde grubudur. Florokinolon antibiyotik olarak siprofloksasin, insanlarda ve hayvanlarda birçok bakteriyel enfeksiyonun tedavisi için dünyada en sık kullanılan florokinolonlardan biridir. Siprofloksasinin su ortamında varlığı ekosistemi, insan sağlığını ve atıksu arıtımının biyolojik sürecini düşük konsantrasyonlarda bulunsa dahi önemli ölçüde etkileyebilmektedir. Mevcut çalışmalar antibiyotiklerin metabolitlerinin kalıcı olabileceğini ve birikerek ciddi kirlenmelere yol açabileceğini göstermektedir. Bu kirlenmelerin ana kaynağı atıksulardır ve konvansiyonel arıtma yöntemleri antibiyotik bileşiklerini tamamen ortadan kaldırmamakta, bu da ortamda mevcut düşük fakat sabit bir konsantrasyona neden olmaktadır. Atıksularda antibiyotik varlığı artmakta ve bunların giderilmesinin yakın gelecekte önemli bir sorun olacağı öngörülmektedir. Antibiyotik bileşikleri konvansiyonel atıksu arıtma tesislerinde verimli bir şekilde arıtılamasa da bu bileşiklerin sucul ortamdan uzaklaştırılması farklı işlemlerle mümkündür. Son yıllarda ileri oksidasyon prosesleri ile yapılan çalışmalar, antibiyotik bileşiklerinin sudan uzaklaştırılması için faydalı olabileceğini göstermiştir. İleri oksidasyon prosesleri, oksidasyon potansiyeli yüksek olan serbest radikallerin reaksiyon ortamında üretilmelerine dayanan arıtma yöntemleridir. İOP'de güçlü oksitleyiciler olan serbest radikallerin oluşumuyla, toksik ve kalıcı organik maddeleri güçlü bir oksitleyici olan hidroksil oluşumuyla zararsız veya daha az toksik maddelere dönüştürülebilmektedir. HO en reaktif oksitleyici türdür. HO 'ne alternatif olarak, organik ve inorganik bileşiklerle reaksiyon verebilen, sülfat radikali (SO4 ), gibi yüksek oksitleyici özelliği olan başka radikallerin oksidasyon uygulamalarında kullanılabilirliğinin araştırılması son yıllarda giderek artmaktadır. Sülfat radikal bazlı ileri oksidasyon prosesleri etkili bir çözüm olarak dikkat çekmektedir. Bu deneysel çalışmada siprofloksasin model kirleticisinin arıtımını sağlayabilmek için sülfat radikal bazlı fotokimyasal ileri oksidasyon proseslerinin kullabilirliği araştırılmış ve proses performansları farklı koşullar altında karşılaştırılmıştır. Çalışmada aynı zamanda kirleticinin oksidasyon prosesleri ile giderimi sırasında ve deney sonunda oluşan oksidasyon ürünlerinin toksik etkisi olup olmadığını gözlemlemek amacıyla toksisite analizleri gerçekleştirilmiştir. Su matrisinin proses verimi üzerine olan etkisini değerlendirmek amacıyla distile su dışında yüzeysel su örneği de kullanılmıştır. Bu amaçlar doğrultusunda yürütülen deneysel çalışmalarda başlangıç oksidan konsantrasyonunun ve başlangıç pH değerinin incelenen fotokimyasal ileri oksidasyon proseslerinin verimi üzerine olan etkisi incelenmiştir. Gerçekleştirilen deneysel çalışmalarda CIP kirleticisinin sülfat radikali bazlı fotokimyasal ileri oksidasyon prosesleri ile yüksek oranlarda giderimi sağlanmıştır. Başlangıç persülfat dozajının incelendiği çalışmalarda PS dozajının artırılması ile CIP giderim veriminde de artışlar kaydedilmiştir. PS/UV-C prosesinde 120 dakikalık reaksiyon süresi içerisinde en düşük dozajda (0,05 mM) tam giderim sağlanamazken, diğer dozajlarda (0,1 Mm ve 0,25 mM) 60 dakikalık süre içerisinde %100 giderim sağlanmıştır. PS/UV-A prosesinde ise tüm dozajlarda yüksek giderim oranları sağlansa da %100 giderim elde edilememiştir. Başlangıç pH değerinin incelendiği çalışmalarda önemli bir değişiklik gözlenmemiştir. Su matrisinin proses verimi üzerine olan etkisi değerlendirmek amacıyla distile su dışında yüzeysel su örneği de kullanılmıştır. Çalışmanın diğer aşamasında CIP'in PS/UV-C ve PS/UV-A ile arıtıldığı deneylerde V. fischeri toksisite analizleri yapılmış ve inhibasyon etkisi görülmemiştir.