Фотодеструкция активных фармацевтических субстанций в присутствии пероксида водорода и пероксодисульфата

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследования по фотохимическому окислению могут внести существенный вклад в понимание закономерностей процессов деструкции водных растворов активных фармацевтических субстанций (АФС). АФС являются сложноразлагаемыми соединениями, которые, попадая в водоемы, вызывают необратимые последствия в живых организмах. Полученные результаты по фотодеструкции лекарственных препаратов различного рода, находящихся в воде, в присутствии пероксида водорода и пероксодисульфата способствуют расширению практических и теоретических знаний в области водоподготовки, очистки и доочистки воды. В работе представлены лабораторные результаты по окислению модельных водных растворов нитрофурала, тетрациклина и парацетамола при совместном воздействии УФ-излучения с микродобавками окислителей (пероксидом водорода и пероксодисульфатом). Порядок реакций деструкции активных фармацевтических субстанций определен методом наименьших квадратов. Установлено, что совместное воздействие УФ-излучения и микродобавок пероксида водорода и пероксодисульфата способствует получению как высоких степеней очистки (до 98%), так и высоких скоростей окислительной деструкции АФС (нитрофурала, тетрациклина и парацетамола) по сравнению с применением индивидуально УФ-излучения. Определено, что изученные лекарственные препараты по своей способности к окислительно-деструктивным превращениям можно расположить в следующем ряду: нитрофурал>тетрациклин>парацетамол. Теоретически доказано, что при фотохимической деструкции в присутствии пероксодисульфата происходит образование большего количества высокореакционных кислородсодержащих радикалов, которые участвуют в процессах разложения нитрофурала, тетрациклина и парацетамола.

Об авторах

Н. А. Иванцова

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Email: vantsova.n.a@muctr.ru

М. А. Ветрова

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Email: vetrova.m.a@muctr.ru

А. А. Чурина

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Email: linachurina@yandex.ru

Д. В. Андриянова

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Email: anddarya33@mail.ru

Список литературы

  1. Баренбойм Г.М., Чиганова М.А. Загрязнение поверхностных и сточных вод лекарственными препаратами // Вода: химия и экология. 2012. N 10. С. 40–46.
  2. Прожерина Ю.А. Фармацевтические отходы как новая экологическая проблема // Ремедиум. 2017. N 11. С. 14–19. https://doi.org/10.21518/1561-59362017-11-14-19.
  3. Jiao J., Li Y., Song Q., Wang L., Luo T., Gao Ch., et al. Removal of pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) by free radicals in advanced oxidation processes // Materials. 2022. Vol. 22, no. 15. P. 8152. https://doi.org/10.3390/ma15228152.
  4. Oluwole A.O., Omotola E.O., Olatunji O.S. Pharmaceuticals and personal care products in water and wastewater: a review of treatment processes and use of photocatalyst immobilized on functionalized carbon in AOP degradation // BMC Chemystry. 2020. No. 14. https://doi.org/10.1186/s13065-020-00714-1.
  5. Fast S.A., Gude V.G., Truax D.D., Martin J., Magbanua B.S. A critical evaluation of advanced oxidation processes for emerging contaminants removal // Environmental Process. 2017. No. 4. P. 283–302. https://doi.org/10.1007/s40710-017-0207-1.
  6. Parson S. Advanced oxidation processes for water treatment: fundamentals and applications. Canada: IWA Publishing, 2004. 356 p. https://doi.org/10.2166/9781780403076.
  7. Lescano M.R., Lopez A.O., Romero R.L., Zalazar C.S. Degradation of chlorpyrifos formulation in water by the UV/H2O2 process: lumped kinetic modelling of total organic carbon removal // Journal of Photochemistry and Photobiology, A: Chemistry. 2021. Vol. 404. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2020.112924.
  8. Устинова М.Н., Лебедева О.Е., Курдупова В.И. Фотодеструктивные превращения бензойной кислоты и ее производных // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2017. Т. 7. N 4. С. 16–23. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2017-7-4-16-23.
  9. Bazargan A. Photocatalytic water and wastewater treatment. UK: IWA Publishing Unit, 2022. 220 p.
  10. Saadati F., Keramati N., Ghazi M.M. Influence of parameters on the photocatalytic degradation of tetracycline in wastewater: a review // Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 2016. Vol. 46, no. 8. P. 757–782. https://doi.org/10.1080/10643389.2016.1159093.
  11. Кармазинов Ф.В., Костюченко С.В., Кудрявцев Н.Н., Храменков С.В. Ультрафиолетовые технологии в современном мире: коллективная монография. Долгопрудный: ИД «Интеллект», 2012. 392 с.
  12. Suheyda A., Gulin E. Green chemistry and water remediation: research and applications // Advances in Green and Sustainable Chemistry. 2021. P. 209–238. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-817742-6.00007-4.
  13. Giraldo-Aguirre A.L., Serna-Galvis E.A., Erazo-Erazo E.D., Silva-Agredo J., Giraldo-Ospina H., Flórez-Acosta O.A., et al. Removal of β-lactam antibiotics from pharmaceutical wastewaters using photo-Fenton process at near-neutral pH // Environmental Science and Pollution Research. 2018. Vol. 25, no. 21. P. 20293–20303. https://doi.org/10.1007/s11356-017-8420-z.
  14. Emzhina V.V., Kuzin E.N., Babusenko E.S., Krutchinina N.E. Photodegradation of tetracycline in presence of H2O2 and metal oxide based catalysts // Journal of Water Process Engineering. 2021. Vol. 39. P. 101696. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2020.101696.
  15. Иванцова Н.А., Захарова Д.С., Ветрова М.А. Исследование процессов фотоокисления водного раствора нитрофурала // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. 2022. Т. 15. N 4. С. 507–517. https://doi.org/10.17516/19982836-0297.
  16. Семченко Т.К., Кабанов С.В. Инструментальные методы анализа. Пенза: Изд-во ПГУ, 2016. 48 с.
  17. Соловей Н.В. Фотометрическое определение тетрациклина гидрохлорида // Фармация. 1974. Т. 23. N 4. C. 72.
  18. Deng Y., Zhao R. Advanced oxidation processes (AOPs) in wastewater treatment // Current Pollution Reports. 2015. Vol. 1. P. 167–176. https://doi.org/10.1007/s40726-015-0015-z.
  19. Wang J.L., Xu L.J. Advanced oxidation processes for wastewater treatment: formation of hydroxyl radical and application // Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 2012. Vol. 42. P. 251–325. http://dx.doi.org/10.1080/10643389.2010.507698.
  20. Boreen A.L., Arnold W.A., McNeill K. Photodegradation of pharmaceuticals in the aquatic environment: a review // Aquatic Sciences. 2003. Vol. 65. P. 320–341. https://doi.org/10.1007/s00027-003-0672-7.
  21. Changotra R., Rajput H., Dhir A. Treatment of real pharmaceutical wastewater using combined approach of Fenton applications and aerobic biological treatment // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2019. Vol. 376. P. 175–184. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2019.02.029.
  22. Устинова М.Н., Лебедева О.Е. Инактивация N-(4-гидроксифенил)ацетамида пероксидными окислительными системами // Научные ведомости БелГУ. Серия: Естественные науки. 2014. N 10. C. 117–120.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».