Bir Antibiyotik olan Trimetoprimin Sütunlu Kil ile Sulu Ortamdan Uzaklaştırılması

Zehra Molu

doi:10.21205/deufmd.2020226628

Bir Antibiyotik olan Trimetoprimin Sütunlu Kil ile Sulu Ortamdan Uzaklaştırılması

Abstract

Son zamanlarda artan bilinçsiz antibiyotik kullanımı bakterilerin direnç kazanmasına ve antibiyotiklerin etkisinin azalmasına sebep vermektedir. Bu çalışmada bakterilerin gösterdiği direncin azalması ve sulu ortamdaki antibiyotik kirliliğinin giderilmesi için Fe-sütunlu montmorillonit K10 (Fe-K10) kullanarak bir antibiyotik olan trimetoprimin (TMP) adsorpsiyon deneyleri gerçekleştirildi. Adsorban olarak kullanılan Fe-K10 montmorillonit K10’un Fe iyonları ile montmorillonit K10’un sütunlama işlemi ile sentezlendikten sonra karakterizasyonu TGA, XRD, SEM and FT-IR spektroskopik analizlerle gerçekleştirildi. Karakterisazyon sonuçları Fe-K10’da kilin tabakalar arası mesafesinin arttığını ve adsorpsiyon için iyi bir ortam oluştuğunu göstermektedir. Trimetoprimin sulu ortamdan uzaklaştırılmasında sıcaklığın etkisi, denge zamanı, Fe-K10 miktarı ve çözelti pH etkisi araştırıldı. Adsorpsiyon kinetiği calışmaları sonucunda TMP’nin Fe-K10 üzerine adsorpsiyonunun yalancı-ikinci mertebe tepkime kinetiğine uyum gösterdiği bulundu. Termodinamik verileri ve izoterm verileri gerçekleştirilen adsorpsiyonun fiziksel olduğunu gösterdi. TMP’nin Fe-K10 ile sulu ortamdan uzaklaştırılma kapasitesi pH değerleri düştükçe azalmaktadır. Adsorban miktarının artışı antibiyotiğin uzaklaştırma yüzdesini artırmaktadır. Bu nedenlerle, yüksek pH ve yüksek adsorban miktarı değerlerinde Fe-K10 adsorbanının bir antibiyotik olan trimetoprimin sulu ortamdan uzaklaştırılmasında kullanılması hem ekonomik açıdan hem de sulardaki antibiyotik kirliliğinin önlenmesi açısından oldukça iyi bir sonuç verdiği bulundu.

Keywords

Thanks

Bu çalışmanın yapılmasında destekleri olan Prof. Dr. Kadir Yurdakoç ve Prof. Dr. Mürürvvet Yurdakoç’a teşekkür ederim.

References

Lindsey, M.E., Meyer, M., Thurman, E.M. 2001. Analysis of Trace Levels of Sulfonamide and Tetracycline Antimicrobials in Groundwater and Surface Water Using Solid-Phase Extraction and Liquid Chromatography/Mass Spectrometry, Analytical Chemistry,Cilt. 15, s. 4640–4646. DOI: 10.1021/ac010514w
Xu, W., Zhang, G., Zou S., Li, X., Liu Y. 2007. Determination of selected antibiotics in the Victoria Harbour and the Pearl River, South China using high-performance liquid chromatography-electrospray ionization tandem mass spectrometry, Environmental Pollution, Cilt. 145, s. 672–679. DOI: 10.1016/j.envpol.2006.05.038
Gulkowska, A., He, Y., So, M.K., Yeung, L.W.Y., Leung, H. W., Giesy, J.P., Lam,P.K.S., Martin, M., Richardson, B.J. 2007. Marine pollution bulletin, Cilt. 54, s. 1287–1293.DOI: 10.1016/j.marpolbul.2007.04.008
Kolpin, D.W., Furlong, E.T., Meyer, M.T. 2002. Pharmaceuticals, Hormones, and Other Organic Wastewater Contaminants in U.S. Streams, 1999−2000: A National Reconnaissance, Environmental Science and Technology, Cilt. 36, s. 1202–1211. DOI: 10.1021/es011055j
Diaz-Cruz, M.S., Barcelo D. 2005. LC–MS2 trace analysis of antimicrobials in water, sediment and soil, TrAC Trends in Analytical Chemistry, Cilt. 24, s. 645-657.DOI: 10.1016/j.trac.2005.05.005
Göbel, A. Thomsen A., McArdell, Joss, C.S., Giger,. A. 2005. Occurrence and Sorption Behavior of Sulfonamides, Macrolides, and Trimethoprim in Activated Sludge Treatment, Environmental Science and Technology, Cilt. 39, s. 3981–3989. DOI: 10.1021/es048550a
Kim S.C., Carlson, K. 2007. Temporal and Spatial Trends in the Occurrence of Human and Veterinary Antibiotics in Aqueous and River Sediment Matrices, Environmental Science and Technology, Cilt. 41, s. 50–57. DOI: 10.1021/es060737+
Fent, K., Weston, A.A., Caminada, D. 2006. Erratum to “Ecotoxicology of human pharmaceuticals”, Aquatic Toxicology, Cilt. 76, s. 122–159.DOI: 10.1016/j. aquatox. 2005.09. 009

Davison, J. 1999. Genetic exchange between bacteria in the environment, Plasmid, Cilt. 42, s. 73–91. DOI: 10.1006/plas.1999.1421
Florey, K. 1978. Analytical Profile of Drug Substances, 7th, ACADEMIC PRESS, New York, 459s.
Hitchings, G.H., Burchall, J.J. 1965. Advances in Enzymology, 27th, WILEY/INTERSCIENCE, New York, 417s.
Brindley, G.W., Kao, C.-C. 1980. Formation, compositions and properties of hyrdroxy-Al- and hydroxy-Mg-montmorillonite, Clay Clay Minerals, Cilt. 28, s. 435–443.
Pinnavaia, T.J. 1983. Intercalated clay catalysts, Science, Cilt. 220, s. 365–371. DOI: 10.1126/science.220.4595.365
Thomas, P.C., Velthovena, K., Geurtsa, M., Van Wijka, D. 2009. Bioavailability and detoxification of cationics: II. Relationship between toxicity and CEC of cationic surfactants on Caenorhabditis elegans (Nematoda) in artificial and natural substrates, Chemosphere, Cilt. 75, s. 310–318. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2009.02.003
Sing, K.S.W., Everett, D.H., Haul, R.A.W., Moscou, L., Pierotti, R.A., Rouquerol, J., Siemieniewska, T. 1985. Pure Applied Chemistry, Cilt. 57, s. 603–619.
Olphen, H.V., Fripiat, J.J. 1979. Data Handbook for Clay Minerals and Other Non-Metallic Materials, PERGAMON PRESS, London.
Molu Bekçi, Z., Yurdakoç, K..2010. Preparation and characterization of aluminum pillared K10 and KSF for adsorption of trimethoprim, Microporous and Mesoporous Materials, Cilt. 127, s. 50–60. DOI: 10.1016/j.micromeso.2009.06.027
Manohar, D.M., Noeline, B.F., Anirudhan T.S. 2006. Adsorption performance of Al-pillared bentonite clay for the removal of cobalt(II) from aqueous phase, Applied Clay Science, Cilt. 31, s. 194–206. DOI: 10.1016/j.clay.2005.08.008
Lagergren, S. 1898. Zur theorie der sogenannten adsorption geïoster stoffe. Kunglinga Svenska Vetenskapsakademiens, Handlingar Cil:24, s. 1–39.
Ho, Y.S., McKay, G. 1999. Pseudo-second order model for sorption processes, Process Biochemistry Cilt. 34, s. 451–465. DOI: 10.1016/S0032-9592(98)00112-5
Bulut, Y., Aydın, H. 2006. A kinetics and thermodynamics study of methylene blue adsorption on wheat shells, Desalination, Cilt: 194, s. 259-267. DOI: 10.1016/j.desal.2005.10.032
Weber, W.J., Morris, J.C., Sanit, J. 1963. Kinetics of adsorption on carbon from solution, Eng. Div. ASCE, Cilt. 89, s. 31–59.
Özcan, A.S., Özcan, A. 2004. Adsorption of acid dyes from aqueous solutions onto acid-activated bentonite, Journal of Colloid Interface Science, Cilt. 276, s. 39–46. DOI: 10.1016/j.jcis.2004.03.043
Giles, C.H., McEvan, T.H., Nakhwa, S.N., Smith, D. 1960. A system of classification of solution adsorption isotherms, and its use in diagnosis of adsorption mechanisms and in measurement of specific surface areas, Journal of Chemical Society, Cilt. 4, s. 3973–3993.
Langmuir, I. 1918. The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica and platinum, Journal of the American Chemical society, Cilt. 40, s. 1361–1403. DOI: 10.1021/ja02242a004
Aksu,Z., Kabasakal, E. 2004. Batch adsorption of 2, 4-dichlorophenoxy-acetic acid (2, 4-D) from aqueous solution by granular activated carbon Separation and Purification Technology, Cilt. 35, s. 223–240. DOI:10.1016/S1383-5866(03)00144-8
Lin, S.H., Juang, R.S. 2002. Heavy metal removal from water by sorption using surfactant-modified montmorillonite, Journal of hazardous materials, Cilt. 92, s. 315–326. DOI: 10.1016/S0304-3894(02)00026-2
Dubinin, M.M., Radushkevich, L.V. 1947. The equation of the characteristic curve of activated charcoal, Proc. Acad. Sci. USSR, Cilt. 55, s. 331–333.
Singh, T.S., Pant, K.K. 2004. Equilibrium, kinetics and thermodynamic studies for adsorption of As (III) on activated alumina, Separation and purification technology, Cilt. 36, s. 139–147. DOI: 10.1016/S1383-5866(03)00209-0
Narine, D.R., Guy, R.D. 1981. Interactions of some large organic cations with bentonite in dilute aqueous systems, Clays Clay Minerals, Cilt. 29, s. 205–212.
Nollet, H., Roels, M., Lutgen, P., Van der Meeren, P., Verstraete, W. 2003. Removal of PCBs from wastewater using fly ash, Chemosphere, Cilt. 53, s. 655-665. DOI: 10.1016/S0045-6535(03)00517-4
Liu, H., Zhang, J., Bao, N., Cheng, C., Ren, L., Zhang, C. 2012. Textural properties and surface chemistry of lotus stalk-derived activated carbons prepared using different phosphorus oxyacids: Adsorption of trimethoprim, Journal of Hazardous Materials, Cilt. 235– 236, s. 367– 375. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2012.08.015
Kim, S.H., Shon, H.K., Ngo, H.H. 2010. Adsorption characteristics of antibiotics trimethoprim on powdered and granular activated carbon, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, Cilt. 16, s. 344–349. DOI: 10.1016/j.jiec.2009.09.061
Gonzalez, B., H. da Silva , T., Ciuffi, K. J. , Vicente, M. A., Trujillano, R., Rives, V., de Faria, E. H., Korili, S. A., Gil, A. 2017. Laponite functionalized with biuret and melamine- Application to adsorption of antibiotic trimethoprim, Microporous and Mesoporous Materials, Cilt. 253, s. 112-122. DOI: 10.1016/j.micromeso.2017.06.047
Salihi, E. Ç., Mahramanlıoğlu, M. 2014. Equilibrium and kinetic adsorption of drugs on bentonite: Presence of surface active agents effect, Applied Clay Science, Cilt. 101, s. 381–389. DOI: 10.1016/j.clay.2014.06.015
Nielsen, L., Bandosz, T.J. 2016. Analysis of sulfamethoxazole and trimethoprim adsorption on sewage sludge and fish waste derived adsorbents, Microporous Mesoporous Materials, Cilt. 220, s. 58-72. DOI: 10.1016/j.micromeso. 2015.08.025.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

-

Journal Section

Research Article

Authors

Zehra Molu ^*
0000-0003-2393-9160
Türkiye

Publication Date

September 22, 2020

Submission Date

December 16, 2019

Acceptance Date

June 23, 2020

Published in Issue

Year 2020 Volume: 22 Number: 66

DOI

https://doi.org/10.21205/deufmd.2020226628

IZ

https://izlik.org/JA58WM25EK

Cite

RIS / Bibtex

APA

Molu, Z. (2020). Bir Antibiyotik olan Trimetoprimin Sütunlu Kil ile Sulu Ortamdan Uzaklaştırılması. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi, 22(66), 949-963. https://doi.org/10.21205/deufmd.2020226628

AMA

1.Molu Z. Bir Antibiyotik olan Trimetoprimin Sütunlu Kil ile Sulu Ortamdan Uzaklaştırılması. DEUFMD. 2020;22(66):949-963. doi:10.21205/deufmd.2020226628

Chicago

Molu, Zehra. 2020. “Bir Antibiyotik Olan Trimetoprimin Sütunlu Kil Ile Sulu Ortamdan Uzaklaştırılması”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi 22 (66): 949-63. https://doi.org/10.21205/deufmd.2020226628.

EndNote

Molu Z (September 1, 2020) Bir Antibiyotik olan Trimetoprimin Sütunlu Kil ile Sulu Ortamdan Uzaklaştırılması. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 22 66 949–963.

IEEE

[1]Z. Molu, “Bir Antibiyotik olan Trimetoprimin Sütunlu Kil ile Sulu Ortamdan Uzaklaştırılması”, DEUFMD, vol. 22, no. 66, pp. 949–963, Sept. 2020, doi: 10.21205/deufmd.2020226628.

ISNAD

Molu, Zehra. “Bir Antibiyotik Olan Trimetoprimin Sütunlu Kil Ile Sulu Ortamdan Uzaklaştırılması”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 22/66 (September 1, 2020): 949-963. https://doi.org/10.21205/deufmd.2020226628.

JAMA

1.Molu Z. Bir Antibiyotik olan Trimetoprimin Sütunlu Kil ile Sulu Ortamdan Uzaklaştırılması. DEUFMD. 2020;22:949–963.

MLA

Molu, Zehra. “Bir Antibiyotik Olan Trimetoprimin Sütunlu Kil Ile Sulu Ortamdan Uzaklaştırılması”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi, vol. 22, no. 66, Sept. 2020, pp. 949-63, doi:10.21205/deufmd.2020226628.

Vancouver

1.Zehra Molu. Bir Antibiyotik olan Trimetoprimin Sütunlu Kil ile Sulu Ortamdan Uzaklaştırılması. DEUFMD. 2020 Sep. 1;22(66):949-63. doi:10.21205/deufmd.2020226628