Amoksisilinin anaerobik arıtılabilirliği

Yıl 2008, Cilt: 18 Sayı: 2-3, 41 - 50, 31.12.2008

Hakan Çelebi Delya Sponza

Öz

Kanalizasyon, tıbbi atıklar, ilaç endüstrisi, gıda üretimi, çiftlik hayvanlarının üretimi gibi faaliyetler antibiyotiklerin kaynaklarını oluşturmaktadır. Antibiyotiklerden β-Laktam grubu olanlar insan sağlığında ve veterinerlikte çok geniş bir kullanım aralığına sahiptir. Özellikle Amoksisilin geniş spektrumlu bir etkiye sahiptir. Genellikle çiftlik hayvanlarının gelişimi ve sağlığı için (Helicobacter pylori ile Actinobacillus pleuropneumoniae’nin öldürülmesi) veterinerlikte ve özellikle insan sağlığında kullanılmaktadır. Antibiyotiklerin anaerobik koşullarda arıtılabilirliği ile yapılmış çok az sayıda çalışma bulunmaktadır. Antibiyotiklerin BOİ5/KOİ oranları düşük olduğundan bu oranın Anaerobik Çok Kademeli Yatak Reaktör (AÇKYR) kullanarak yüksek değerlere çıkarılması düşünülmektedir. Genelde antibiyotik içeren atık suların inert KOİ oranları ve zor ayrışan organik madde düzeyleri yüksektir. Bu nedenle zor ayrışan organik maddenin anaerobik koşullarda aklimasyon ile mikroorganizmalar tarafından alınmasını sağlamak önemlidir. Bu çalışmada serum şişelerinde anaerobik granül çamur kullanılarak Amoksisilin için IC50 değeri 195 mg/L bulunmuştur. Anaerobik kesikli çalışmalarda Amoksisilin konsantrasyonu 5 mg/L’den 350 mg/L’ye arttırıldığında SMA’nın 1.2 gCH4-KOİ/gUAKM.gün’den 0.18 gCH4-KOİ/gUAKM.gün’e düştüğü gözlenmiştir. Aklimasyon safhası olmadan işletme periyodunun 9 ve 10. gününde KOİ giderim veriminin % 70’e çıktığı ve sabit kaldığı, metan üretiminin 9000 ml, metan yüzdesinin de % 50 olduğu gözlenmiştir. TUYA miktarlarının 1.Hazneden 3.Hazneye geçişte azaldığı ve
TUYA konsantrasyonlarının 500 mg/L’den 120–140 mg/L’ye düştüğü gözlenmiştir. 1.Haznede pH’ın 6.98 olduğu çıkışta ise pH değerlerinin arttığı (7.55) gözlenmiştir. HCO3 alkalinitesinin 569–874 mg/L arasında olduğu ve TUYA/ HCO3 oranının 0.15-0.38 arasında olduğu gözlenmiştir. Amoksisilin konsantrasyonu reaktör işletilmesinin 9 ve 19. günlerinde 150 mg/L’den 70 mg/L’ye düştüğü yani % 53 oranlarında arıtma verimi ile giderildiği gözlenmiştir. Amoksisilin içeren atıksuyun BOİ5/KOİ oranının anaerobik arıtma sonrası 0.05’ten 0.25’e yükseldiği gözlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Anaerobik çok kademeli yatak reaktör, amoksisilin, anaerobik arıtım, KOİ, TUYA/HCO3

Teşekkür

106 Y 306 numaralı proje ile bu araştırmayı kısmen destekleyen TÜBİTAK’a teşekkür ederiz.

Kaynakça

• Anderson, G.K., Yang, G. (1992). Determination of bicarbonate and total volatile acid concentration in anaerobic digesters using a simple titration, Water Environment Research, 64, 53-59.
• APHA-AWWA, (1992). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 17th edi tion. American Public Health Association/American Water Works Association/Water Environment Federation, Washington DC, USA.
• Arıkan, O.A., J.Sikora, L., Mulbry, W., Khan, S.U., Rice, C., Foster G.D. (2006). The fate and effect of oxytetracycline during the anaerobic digestion of manure from therapeutically treated calves, Process Biochemistry, 41, 1637-1643.
• Behling, E., Diaz, A., Colina, G., Herrera, M., Gutierrez, E., Chacin, E., (1997). Domestic wastewater treatment using a UASB reactor. Bioresource Technology, 61, 239-245.
• Beydilli, M.I., Pavlosathis, S.G., Tincher, W.C. (1998). Decolorization and toxicity screening of selected reactive azo dyes under methanogenic conditions, Water Science and Technology, 38, 4-5, 225-232.
• Buitron, G., Melgoza, R.M, Jimenez, L. (2002). Pharmaceuticals wastewater treatment using an anaerobic/aerobic sequencing batch biofilter, 5th specialized conference on small water and wastewater treatment systems, 24-26 September 2002, İstanbul, Türkiye.
• Cass, Q.B., Gomes, R.F., Calafatti, S.A., Pedrazolli Jr. J. (2003). Determination of amoxycillin in human plasma by direct injection and coupled-column high-performance liquid chromatography, Journal of Chromatography A, 987, 235-241.
• Chelliapan, S., Wilby, T., Sallis, P.J. (2006). Performance of an up-flow anaerobic stage reactor (UASR) in the treatment of pharmaceutical wastewater containing macrolide antibiotics, Water Research, 40, 507-516.
• Donlon, B.A., Razo-Flores, E., Field, J.A., Lettinga G. (1995). Toxicity of N-substrated aromatics to acetolastic methanogenic activity in granular sludge, Applied and Environmental Microbiology, 61, 3889-3893.
• Gartiser, S., Urich, E., Alexy, R., Kümmerer, K. (2007). Anaerobic inhibition and biodegradation of antibiotics in ISO test schemes, Chemosphere, 66, 1839-1848.
• Kim, Y., Choi, K., Jung, J., Park, S. Kim, P.G., Park, J. (2007). Aquatic toxicity of acetaminophen, carbamazepine, cimetidine, diltiazem and six major sulfonamides, and their potential ecological risks in Korea, Environment International, 33, 370-375.
• Kim, H., Burgess, D.J. (2002). Effect of drug stability on the analysis of release data from controlled release microspheres, Journal Microencapsulation, 19, 631-640.
• Lallai, A., Mura, G., Onnis, N. (2002). The effects of certain antibiotics on biogas production in the anaerobic digestion of pig waste slurry, Bioresource Technology, 82, 205-208.
• Lalumera, G.M., Calamari, D., Galli, P., Castigloni, S., Crosa, G., Fanelli, R., (2004). Preliminary investigation on the environmental occurrence and effects of antibiotics used in aquaculture in Italy, Chemosphere, 54, 661-668.
• Lindberg, R.H., Bjorkloundb, K., Johanssond, P.R., Tysklinda, M., Anderssona, M.B.A.V. (2007). Environmental risk assessment of antibiotics in the Swedish environment with emphasis on sewage treatment plants, Water Resarch, 41, 613-619.
• Mohan, S.V., Prakasham, R.S., Satyavathi, B., Annapurna, S.V., Ramakrishna, S. (2001) Biotreatability studies of pharmaceuticals wastewater using an anaerobic suspended film contact reactor, Water Science and Technology, 43, 2, 271-276.
• Nandy, T., Kaul, S.N. (2001). Anaerobic pretreatment of herbal-based pharmaceutical wastewater using fixed-film reactor with recourse to energy recovery, Water Research, 35, 351-362.
• Owen, W.F., Stuckey, D.C., Healy, J.B., Young, JR. L.Y., McCarty, P.L. (1979). Bioassay for monitoring biochemical methane potential and anaerobic toxicity, Water Research, 13, 485-492.
• Öktem, Y.A., İnce, O., Sallis, P., Donnelly, T., İnce, B.K. (2007). Anaerobic treatment of a chemical synthesis-based pharmaceutical wastewater in a hybrid upflow anaerobic sludge blanket reactor, Bioresource Technology, 99, 1089-1096.
• Öktem, Y.A., İnce, O., Sallis, P., Donnelly, T., İnce B.K. (2006). Determination of optimum operating conditions of an acidification reactor treating a chemical synthesis-based pharmaceutical wastewater, Process Biochemistry, 41, 2258-2263.
• Patel, H., Madamvar, D. (2001). Single and multichamber fixed film anaerobic reactors for biomethanation of acidic petrochemical watewater-systems performance, Process Biochemistry, 36, 613-619.
• Razo-Flores, E., Luijten, M., Donlon, B.A., Lettinga, G., Field, J.A. (1997). Complete biodegradation azo dye Azodisalicylate under anaerobic conditions, Environmental Science and Technology, 31, 7, 2098-2103.
• Speece, R.E., (1996). Anaerobic biotechnology for industrial wastewaters, 114-115, Archae Pres, USA.
• Sponza, D.T., Demirden, P. (2006). Treatability of sulfamerazine in sequential upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB)/completely stirred tank reactor (CSTR) processes, Separation and Purification Technology, 56, 10.
• Srithar, S., Khan, S.T., Akella, V.R., & Anjaneyulu, Y. (2001). Batch studies to evaluate the treatabiliy of pharmaceutical wastes by anaerobic digestion. Wollenberger, L., Halling-Sorensen, B., Kus, K.O. (2000). Acute and chronic toxicity of veterinary antibiotics to Daphnia manga, Chemosphere, 40, 723-730.