X-ışını kontrast maddesi iopamıdol'ün sıfır değerlikli alüminyum ile aktifleştirilmiş hidrojen peroksit ve persülfat ile ileri oksidasyonu

Son yıllarda mikrokirleticilerin sucul ortamdaki varlıkları ve olumsuz etkileri pek çok bilimsel araştırmaya konu olmuştur. İlaçların ve kişisel bakım ürünlerinin kullanımın yaygın olması ve kullanılan ürünlerin içerisinde yer alan maddelerin karmaşık, toksik yapıları ve biyolojik ayrışmaya dirençli olabilmeleri nedeniyle geleneksel su ve atıksu arıtma tesislerinde sadece kısmen arıtılarak veya hiç arıtılamadan alıcı ortamlara deşarj edilmektedirler. Bu durum gerekse nehir, göl gibi yüzeysel sularda ve yeraltı su kaynaklarında önemli kirliliğe neden olmaktadırlar. Bu bilgiler ışığında, mikrokirleticilerin su ve atıksulardan tamamen etkin bir şekilde giderilmesi ve/veya zararsız ayrışma ürünlerine dönüştürülmesi amacıyla kapsamlı bilimsel araştırmalar yapılmaktadır. Zor ayrışan ve/veya toksik kirleticilerin su ve atıksudan yüksek ayrışma verimleri ile gideriminde ileri oksidasyon prosesleri önemli bir rol oynamakta ve bu konudaki bilimsel çalışmalar son zamanlarda ön plana çıkmıştır. İOP'nin temel prensibi zincir reaksiyonlara neden olan reaktif serbest radikallerin üretimidir. Üretilen serbest radikalleri-örneğin, hidroksil ve sülfat (SO4 -) radikalleri-ile mikrokirleticilerin tamamen ayrışması ve/veya zararsız ayrışma ürünlerine dönüşmesi mümkündür. İOP, farklı fizikokimyasal yapıdaki inorganik ve organik kirleticinin ileri arıtımında tek başlarına veya konvansiyonel arıtma teknolojileri ile birlikle uygulanabilirler. X ışını kontrast maddeleri, organların belirgin/görünür hale getirilmesi için hastanelerde ve diğer tıbbi birimlerde kullanılan organik veya inorganik yapılı, çoğu zaman halojen atomları içeren kimyasallardır. Söz konusu maddeler, genellikle idrar yoluyla evsel / kentsel nitelikli atıksulara atılır ve inert yapıları nedeniyle arıtılamadan atıksulardan doğal su kaynaklarına geçerler. Aktif klor bileşenleri ile katılma reaksiyonlarına girerek kanserojen ve/veya sitotoksik halojenli bileşiklerei dezenfeksiyon yan ürünlerine dönüşürler. Sucul ortamlarda nanogram-mikrogram/L mertebelerine ulaşan konsantrasyonları nedeniyle su kirliliği açısından önemli bir sorun yaratmaktadırlar. Bu çalışmada, bir mikrokirletici ve X-ışını kontrast maddesine örnek olarak seçilen İopamidol'ün (İOPA; 2 mg/L) HO ve SO4 - bazlı İOP'den sıfır değerlikli alüminyum (SDA; 1 g/L) ile aktifleştirilmiş hidrojen peroksit ve persülfat ile arıtılabilirlikleri dört farklı su matrisinde -distile su, musluk suyu, yüzey suyu ve yerel bir atıksu arıtma tesisinden alınan ileri arıtılmış atıksu -araştırılmıştır. Ayrıca farklı su/atıksu matrislerindeki arıtmalar sırasında mineralizasyon oranlarının belirlenmesi amacıyla toplam organik karbon miktarındaki değişimler de deneyler sırasında ölçülmüştür. Bununla birlikte, oksidan konsantrasyonlarındaki değişimler ve SDA'un reaksiyonundan dolayı ortamda meydana gelen Al3+ salınımı da izlenmiştir. Bunların yanı sıra, çalışmanın son aşamasında, İOPA'ün İOP ile arıtımı sırasında meydana gelebilecek oksidasyon ürünlerin toksik etkilerinin belirlenmesi amacıyla iki farklı organizma ile biyodeneyler gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçlar, SDA ile aktifleştirilmiş PS oksidasyonunun (1 g/L SDA/0, 5 mM PS prosesi; başlangıç pH=3) SDA ile aktifleştirilmiş HP oksidasyonuna (1 g/L SDA/0, 25 mM HP prosesi; başlangıç pH=3) göre İOPA giderimi açısından daha verimli olduğunu göstermiştir. 120 dakikalık arıtma süresinin sonunda SDA/PS prosesi için distile suda %95 İOPA giderimi elde edilirken, SDA/HP prosesi için İOPA giderimi aynı koşullarda t=120 dk. için %41 değerinde kalmıştır. İOPA ve TOK giderim verimleri gerçek su ve atıksu matrislerinde yapılan arıtma deneylerinde önemli bir azalma göstermiştir. Örneğin, AS numunesinde PS/SDA prosesi ile hiç İOPA giderimi görülmezken, TOK giderimi %28'ye düşmüştür. HP/SDA arıtma sistemiyle yapılan deneylerinde ise AS numunesinde %24 TOK, %20 İOPA giderimi elde edilmiştir. Akut toksisite sonuçlarından İOPA ve PS/SDA oksidasyon ürünlerinin P. subcapitata' ya V. fischeri'den daha toksik olduğu, toksisite değişiminin ise arıtma boyunca salınım yaptığı ve önemli derecede azalmadığı söylenebilir.