نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• رضا حکمت شعار ¹
• شهرزاد خرم نژادیان ²
• احمد اله آبادی ³
• محمدحسین ساقی ⁴

¹ دانشجوی دکتری آلودگی محیط‌زیست دانشگاه آزاد اسلامی دماوند، دماوند، ایران

² استادیار گروه محیط‌زیست دانشگاه آزاد اسلامی دماوند، دماوند، ایران

³ دانشیار گروه مهندسی بهداشت محیط دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی سبزوار، سبزوار، ایران

⁴ استادیار گروه مهندسی بهداشت محیط دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی سبزوار، سبزوار، ایران

چکیده

زمینه و هدف: پنی‌سیلین G یکی آنتی‌بیوتیک‌های پرمصرف در کل جهان می‌باشد. انتشار پنی‌سیلین G به مایع آبی می‌تواند منجر به آلودگی این منابع شود. در این مطالعه، کارایی کربن فعال تولید شده از اسکنبیل و اصلاح شده با کلریدآمونیوم برای تجزیه پنی‌سیلین G از محلول‌های آبی مطالعه شده است.
مواد و روش‌ها: مشخصات کربن فعال تولیدی با استفاده از FTIR، FESEM، BET بررسی شد. چهار پارامتر اصلی pH، زمان‌ماند، دوز جاذب و غلظت آلاینده در این مطالعه به‌عنوان متغیر در حذف پنی‌سیلین از محلول­های آبی با استفاده از کربن تولیدی از اسنکبیل در نظر گرفته شدند.
یافته‌ها: آنالیز مشخصات کربن فعال سنتزی نشان داد که کربن فعال دارای سطح ویژه m2/g 1473 و اندازه منافذ 81/0 cm3/g می‌باشد. بیشترین حذف پنی‌سیلین G در pH برابر 6 اتفاق افتاد. میزان حذف پنی‌سیلین G در غلظت 1/0 گرم در لیتر 33 درصد بود که با افزایش دوز جاذب به 5/0 گرم در لیتر به 98/99 درصد رسید. مطالعه ایزوترم نشان داد که حذف پنی‌سیلین G با استفاده از کربن فعال از مدل فروندلیچ تبعیت می‌کند  R2>0.995)). سنتیک واکنش نیز از سنتیک شبه درجه اول تبعیت می‌کند (R2>0.983).
نتیجه‌گیری: کربن فعال اصلاح شده با کلریدآمونیوم می‌تواند جاذب ارزان و مناسب برای حذف ترکیبات دارویی و سایر آلاینده‌های نوظهور از منابع آبی باشد.

کلیدواژه‌ها

• کربن فعال اسکنبیل
• پنی سیلین G
• محلول های آبی

موضوعات

• بهداشت محیط و محیط زیست

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Efficacy of Modified Activated Carbon for the Removal of Penicillin G from Aqueous Solutions

نویسندگان [English]

• Reza Hekmatshoar ¹
• Shahrzad Khoramnejadian ²
• Ahmad Allahabadi ³
• MohammadHossein Saghi ⁴

¹ Ph.D Student, Department of environment, Damavand branch, Islamic Azad University, Damavand, Iran

² Assistant Professor, Department of environment, Damavand branch, Islamic Azad University, Damavand, Iran

³ Associate Professor, Department of Environmental Health Engineering, Sabzevar University of Medical Sciences, Sabzevar, Iran

⁴ Assistant Professor, Department of Environmental Health Engineering, Sabzevar University of Medical Sciences, Sabzevar, Iran

چکیده [English]

Introduction: Penicillin G (PG) is one of the most widely antibiotics used around the world. The release of PG in an aqueous solution leads to contamination of water resources. This study aimed to determine the efficiency of modified Eskanbil activated carbon for the removal of PG from aqueous solutions. The NH₄Cl-induced activated carbon was synthesized by a simple method and used for the degradation of PG in contaminated water.
Materials and Methods: Activated carbon was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Field emission scanning electron microscopy (FESEM), and Brunauer–Emmett–Teller (BET) surface area analysis. The influence of important parameters including solution pH, contact time, and initial PG concentration, and dosage of adsorbent was examined on the efficiency of EAC in degradation of penicillin G in aqueous solution.
Results: The synthesized carbon was characterized. The BET results indicated that the surface area of the Activated Carbon catalyst was1473 m²/g. The maximum PG adsorption onto EAC was observed at the pH of 6. The PG removal of 33% at an EAC concentration of 0.1 g/L increased to 99.98% at an activated carbon concentration of 0.5 g/L. The isotherm and kinetic studies of PG removal by EAC showed that the Freundlich model (R²>0.995) and the pseudo-second-order (R²>0.983) equation represented the best fit with the adsorption data.
Conclusion: EAC is recommended as a suitable and cost-efficient adsorbent for removing poisons, pharmaceuticals, and other emerging contaminants from water resources.

کلیدواژه‌ها [English]

• Eskanbil activated carbon
• Penicillin G
• Contaminated water