The study of treatability of residual pharmaceutical in water sources via Advanced Oxidation Technologies: A review

Abstract

The environmental impacts and the toxic effects in the aquatic environment created by micropollutants have been the most remarkable research studies in recent years. The advanced treatment techniques designed for these pollutants are not included in conventional wastewater treatment systems. Today, the most focused micropollutants groups are residual pharmaceuticals which have potentially health risks for human through drinking water. In addition to the potential health risks of residual pharmaceuticals, their harmful effect on aquatic and physical environment have constituted the main focus of many research studies. It is exposed that residual pharmaceuticals have a range from nanogram levels to the low microgram levels after conventional treatment of domestic wastewater in last decade. These residual pharmaceuticals can easily reach to the drinking water through the hydrological cycle. In recent years, Advanced Oxidation Technologies (AOTs) have been frequently used for the treatment of xenobiotic residual pharmaceuticals which can not be treated by conventional treatment methods. AOTs can easily degrade various micropollutants which resist to biological degradation and increase the biological treatment capacity of wastewater. AOTs includes some processes such as sonoloysis, UV irradiation, ozonation, membran filtration. These processes have been developed in the presence/absence of homogenous (ozon, hydrogenperoxide, Fenton reagents etc.) or heterogenous catalysts (ZnO, TiO2, zero valent iron etc.) to determine the most effective treatment methods for the micropollutants. This study is a review research for the treatability of residual pharmaceuticals via AOTs. In this way, environmental fate, tansport mechanism and treatment methods of residual pharmaceuticals will become important and their potential risks for the human and environmental health will gain more attention. The review also helps to design of conventional treatment methods combined with AOTs which can easily degrade the micropollutants and to guide for the adding micropollutants to new regulations by stakeholders.

Keywords

• Micropollutants,residual pharmaceuticals,advanced oxidation

Su Kaynaklarındaki İlaç Kalıntılarının İleri Oksidasyon Yöntemleri ile Arıtılabilirliğinin İncelenmesi

Abstract

Mikrokirleticilerin çevre üzerindeki etkileri ve sucul ortamda yarattıkları toksik etkiler son yıllarda en çok dikkat çeken çalışma konulardan biri haline gelmiştir. Çünkü bu bileşikleri hedef alan arıtma teknikleri klasik arıtma sistemleri içinde yer almamaktadır. Mikrokirleticiler içerisinde bugün en çok dikkat çeken, içme suları vasıtasıyla insan sağlığında risk uyandırma potansiyeline sahip ilaç kalıntılarıdır. İlaç kalıntılarının potansiyel sağlık riskleri yanında, sucul ekosisteme ve fiziki çevreye olan zararları da pek çok araştırmanın konusunu oluşturmuştur. Son on yıllık süreçte yapılan çalışmalar evsel atıksuların arıtımından sonra nanogram seviyelerinden düşük mikrogram seviyelerine kadar ilaç kalıntısı bulunduğunu ortaya koymuştur. Bu ilaç kalıntıları doğal su çevrimi ile rahatlıkla içme sularına ulaşabilmektedir. Klasik yöntemlerle arıtılamayan biyolojik olarak dirençli ilaç kalıntıları için son yıllarda İleri Oksidasyon Prosesleri (İOP) sıklıkla kullanılmaya başlanmıştır. İOP biyolojik arıtıma direnç gösteren çeşitli mikro kirleticileri kolaylıkla parçalayabilmekte ve atıksuyun biyolojik arıtılma potansiyelini artırmaktadır. İOP içerisinde ultrasonik oksidasyon, UV radyasyonu, membran filtrasyonu gibi prosesler yer almaktadır. Bu prosesler homojen katalizörler (ozon, hidrojen peroksit, Fenton reaktifleri vb.) ve heterojen katalizörler (ZnO, TiO2, sıfır değerlikli demir vb.) varlığında geliştirilerek mikrokirleticiler için en etkin arıtma yöntemi belirlenmektedir. Bu çalışma biyolojik arıtıma dirençli mikrokirleticilerden olan ilaç kalıntılarının İOP ile arıtılabilirliğinin incelendiği çalışmaların derlendiği bir özet çalışması niteliğindedir. Bu çalışma ile mikrokirleticilerin çevresel dolaşımı, taşınma mekanizmaları ve arıtılma yöntemleri göz önüne getirilerek, çevresel risklerine ve insan sağlığına muhtemel zararlarına dikkat çekilmesi amaçlamaktadır. Çalışma ayrıca klasik arıtma sistemlerinde mikrokirleticileri arıtabilecek yeni teknolojilere yer verilmesi ve mikrokirleticilerin karar alma mekanizmaları tarafından yasal düzenlemelere eklenmesi açısından yol gösterici olmayı hedeflemektedir.

Keywords

• Mikrokirleticiler,ilaç kalıntıları,İleri Oksidasyon Prosesleri

References

1. Referans1 Prof.Dr. Filiz Nuran ACAR Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Referans2 Doç.Dr. Aslıhan ESRİNGÜ Atatürk Üniversitesi Mimarlık Fakültesi Referans3 Yrd.Doç.Dr. Fatih TOSUNOĞLU Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi