Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Determination of nitrification and denitrification performance in antibiotic (tetracycline/chlortetracycline) and pain relief (paracetamol) effect in the SBR system

Yıl 2021, Cilt: 10 Sayı: 2, 505 - 510, 27.07.2021
https://doi.org/10.28948/ngumuh.795716

Öz

Antibiotics and painkillers, like other pharmaceutics, negatively affect biological life in the aquatic environment. For this purpose, it is important to remove such pollutants from their aquatic or environment. In this study, the effects of tetracycline/paracetamol and chlortet racycline / paracetamol on nitrification and denitrification were investigated by simultaneously giving to the SBR process. Two separate reactors were used in the study and a total of 9 periods were applied. In the presence of tetracycline/paracetamol and chlortetracycline/ para cetamol, nitrification was most affected under the 6th condition and nitrification efficiency was determined around 33%. Likewise, the NO_2-N accumulation in the 6th condition is very high compared to other conditions and has been observed around 8.5mg/L. Denitrification in the presence of tetracycline/paracetamol and chlortetracycline/ paracetamol was most affected in the 9th condition and denitrification efficiency of around 1% was achieved in this condition. As a result, nitrification and denitrification efficiency under tetracycline/paracetamol and chlortet racycline/paracetamol were found to adversely affect nitrifiye and denitrifiye bacteria during low hydraulic detention times and concentrations of TC/PCT and CTC/PCT above 100 mg/L

Kaynakça

  • I. Sirés Sadornil, Electrochemical advanced oxidation processes for the removal of the drugs paracetamol, clofibric acid and chlorophene from waters. Universitat de Barcelona, 2007.
  • G. Chen, J. Ye, H. Bao, P. Yang, Determination of the rate constants and activation energy of acetaminophen hydrolysis by capillary electrophoresis. J.Pharm. Biomed. Anal. 29, 843–850, 2002. https://doi.org/ 10.1016/S0731-7085(02)00211-X
  • C. Yan, Y. Yang, J. Zhou, M. Liu, M. Nie, H. Shi, and L. Gu, Antibiotics in the surface water of the Yangtze Estuary: Occurrence, distribution and risk assessment. Environ. Pollut. 175, 22–29, 2013. https://doi.org/ 10.1016/j.envpol.2012.12.008
  • J. P. Bound, and N. Voulvoulis, Pharmaceuticals in the aquatic environment––a comparison of risk assessment strategies, Chemosphere 56, 1143–1155, 2004. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2004. 05.010
  • K. Kummerer, Antibiotics in the aquatic environment – A review – Part II. Chemosphere 75, 435–441, 2009. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2008.12.006
  • Ş. Saygı, D. Battal ve N. Ö. Şahin, Çevre ve insan sağlığı yönünden ilaç atıklarının önemi, Marmara Pharmaceutical Journal, 16, 82-90, 2002. https://doi.org/10.12991/201216406
  • A. Septian, S. Oh, and W. S. Shin, Sorption of antibiotics onto montmorillonite and kaolinite: competition modelling. Environmental Technology, 40, 22, 2940-2953, 2019. https://doi.org/10.1080/ 09593330.2018.1459870
  • M. J. Ahmed, Adsorption of quinolone, tetracycline, and penicillin antibiotics from aqueous solution using activated carbons: Review. Environmental Toxicology and Pharmacology, 50, 1-10, 2017. https://doi.org/10.1016/j.etap.2017.01.004
  • H. Koch, A. H. Maartje, J. van Kessel, and S. Lücker, Complete nitrification: insights into the ecophysiology of comammox Nitrospira. Applied Microbiology and Biotechnology, 103, 177–189, 2019. https://doi.org/ 10.1007/s00253-018-9486-3
  • M. H. Ward, T. M. de Kok, P. Levallois, J. Brender, G. Gulis, B. T. Nolan, and J. VanDerslice, Work group report: drinking water nitrate and health Recent findings and research needs. Environ. Health Perspect, 113, 1607-1614, 2005. https://doi.org/10.1289/ ehp.8043.
  • S. Fields, Global nitrogen: Cycling out of control. Environ. Health Perspect, 112, A556–A563, 2009.
  • J. Y. Park and Y. J. Yoo, Biological nitrate removal in industrial wastewater treatment: Which electron donor we can choose. Appl.Microbiol.Biotechnol, 82, 415–429, https://doi.org/10.1007/s00253-008-1799-1 2009.
  • M. T. Oğuz, Investigation of nitrifying bacterial activities by monitoring nitrite oxidation, nitrate formation and carbon dioxide fixation during activated sludge treatment in the presence of metabolic inhibitors allylthiourea and azide. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 21 (1-2), 154-165, 2005.
  • S. Mace and J. Mata-Alvarez, Utilization of SBR technology for wastewater treatment: An Overview, Ind. Eng. Chem. Res., 41, 5539-5553, 2002. https://doi.org/10.1021/ie0201821
  • R. L. Irvine, P. A. Wilderer, and H. C. Flemming, Controlled unsteady-state processes An overview. Water Sci. Technol., 1997, 35 (1), 1, 1997. https://doi.org/10.1016/S0273-1223(96)00872-4
  • M. Singh, and R. K. Srivastava, Sequencing batch reactor technology for biological wastewater treatment: A review. Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering, 6, 3–13, 2011. https://doi.org/10.1002 /apj.490
  • D. Scaglione, G. Tornotti, A. Teli, E. Ficara, R. Canziani, and F. Malpei, Nitrification denitrification via nitrite in a pilot-scale SBR treating the liquid fraction of co-digested piggery/poultry manure and agro-wastes. Chemical Engineering Journal, 228, 935–943, 2013. https://doi.org/10.1016/j.cej. 2013.05.075

SBR sisteminin antibiyotik (tetrasiklin/klortetrasiklin) ve ağrı kesici (parasetamol) etkisinde nitrifikasyon ve denitrifikasyon performansının belirlenmesi

Yıl 2021, Cilt: 10 Sayı: 2, 505 - 510, 27.07.2021
https://doi.org/10.28948/ngumuh.795716

Öz

Antibiyotikler ve ağrı kesiciler diğer farmasotikler gibi sucul ortamda biyolojik yaşama olumsuz yönde etki etmektedir. Bu amaçla bu tür kirleticilerin sucul veya bulundukları ortamdan giderilmesi önem arz etmektedir. Bu çalışmada, tetrasiklin/parasetamol ve klortetrasiklin /parasetamol ikilisinin SBR prosesine eş zamanlı verilmesi ile nitrifikasyon ve denitrifikasyon üzerine ne gibi etkileri olduğu araştırılmıştır. Çalışmada iki ayrı reaktör kullanılmıştır, ve toplam da 9 periyot uygulanarak yürütülmüştür. Tetrasiklin/parasetamol ve klortetrasiklin /parasetamol varlığında nitrifikasyon en çok 6. şartta etkilenmiş olup, nitrifikasyon verimi %33 civarında tespit edilmiştir. Aynı şekilde 6. şarttaki NO_2-N birikimi de diğer şartlara göre çok yüksek olup, 8.5 mg/L civarında gözlenmiştir. Tetrasiklin/parasetamol ve klortetrasiklin/ parasetamol varlığında denitrifikasyon ise en çok 9. şartta etkilenmiş olup, bu şartta %1 civarında denitrifikasyon verimi elde edilmiştir. Sonuç olarak, Tetrasiklin/ parasetamol ve klortetrasiklin/parasetamol ikilisi altındaki nitrifikasyon ve denitrifikasyon verimi, düşük hidrolik alıkonma sürelerinde ve 100 mg/L üzeri TC/PCT ve CTC/PCT konsantrasyonlarında nitrifiye ve denitrifiye bakterilerine olumsuz yönde etki ettiği belirlenmiştir.

Kaynakça

  • I. Sirés Sadornil, Electrochemical advanced oxidation processes for the removal of the drugs paracetamol, clofibric acid and chlorophene from waters. Universitat de Barcelona, 2007.
  • G. Chen, J. Ye, H. Bao, P. Yang, Determination of the rate constants and activation energy of acetaminophen hydrolysis by capillary electrophoresis. J.Pharm. Biomed. Anal. 29, 843–850, 2002. https://doi.org/ 10.1016/S0731-7085(02)00211-X
  • C. Yan, Y. Yang, J. Zhou, M. Liu, M. Nie, H. Shi, and L. Gu, Antibiotics in the surface water of the Yangtze Estuary: Occurrence, distribution and risk assessment. Environ. Pollut. 175, 22–29, 2013. https://doi.org/ 10.1016/j.envpol.2012.12.008
  • J. P. Bound, and N. Voulvoulis, Pharmaceuticals in the aquatic environment––a comparison of risk assessment strategies, Chemosphere 56, 1143–1155, 2004. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2004. 05.010
  • K. Kummerer, Antibiotics in the aquatic environment – A review – Part II. Chemosphere 75, 435–441, 2009. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2008.12.006
  • Ş. Saygı, D. Battal ve N. Ö. Şahin, Çevre ve insan sağlığı yönünden ilaç atıklarının önemi, Marmara Pharmaceutical Journal, 16, 82-90, 2002. https://doi.org/10.12991/201216406
  • A. Septian, S. Oh, and W. S. Shin, Sorption of antibiotics onto montmorillonite and kaolinite: competition modelling. Environmental Technology, 40, 22, 2940-2953, 2019. https://doi.org/10.1080/ 09593330.2018.1459870
  • M. J. Ahmed, Adsorption of quinolone, tetracycline, and penicillin antibiotics from aqueous solution using activated carbons: Review. Environmental Toxicology and Pharmacology, 50, 1-10, 2017. https://doi.org/10.1016/j.etap.2017.01.004
  • H. Koch, A. H. Maartje, J. van Kessel, and S. Lücker, Complete nitrification: insights into the ecophysiology of comammox Nitrospira. Applied Microbiology and Biotechnology, 103, 177–189, 2019. https://doi.org/ 10.1007/s00253-018-9486-3
  • M. H. Ward, T. M. de Kok, P. Levallois, J. Brender, G. Gulis, B. T. Nolan, and J. VanDerslice, Work group report: drinking water nitrate and health Recent findings and research needs. Environ. Health Perspect, 113, 1607-1614, 2005. https://doi.org/10.1289/ ehp.8043.
  • S. Fields, Global nitrogen: Cycling out of control. Environ. Health Perspect, 112, A556–A563, 2009.
  • J. Y. Park and Y. J. Yoo, Biological nitrate removal in industrial wastewater treatment: Which electron donor we can choose. Appl.Microbiol.Biotechnol, 82, 415–429, https://doi.org/10.1007/s00253-008-1799-1 2009.
  • M. T. Oğuz, Investigation of nitrifying bacterial activities by monitoring nitrite oxidation, nitrate formation and carbon dioxide fixation during activated sludge treatment in the presence of metabolic inhibitors allylthiourea and azide. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 21 (1-2), 154-165, 2005.
  • S. Mace and J. Mata-Alvarez, Utilization of SBR technology for wastewater treatment: An Overview, Ind. Eng. Chem. Res., 41, 5539-5553, 2002. https://doi.org/10.1021/ie0201821
  • R. L. Irvine, P. A. Wilderer, and H. C. Flemming, Controlled unsteady-state processes An overview. Water Sci. Technol., 1997, 35 (1), 1, 1997. https://doi.org/10.1016/S0273-1223(96)00872-4
  • M. Singh, and R. K. Srivastava, Sequencing batch reactor technology for biological wastewater treatment: A review. Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering, 6, 3–13, 2011. https://doi.org/10.1002 /apj.490
  • D. Scaglione, G. Tornotti, A. Teli, E. Ficara, R. Canziani, and F. Malpei, Nitrification denitrification via nitrite in a pilot-scale SBR treating the liquid fraction of co-digested piggery/poultry manure and agro-wastes. Chemical Engineering Journal, 228, 935–943, 2013. https://doi.org/10.1016/j.cej. 2013.05.075
Toplam 17 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Çevre Mühendisliği
Bölüm Çevre Mühendisliği
Yazarlar

Aytekin Çelik 0000-0003-1985-7701

Yayımlanma Tarihi 27 Temmuz 2021
Gönderilme Tarihi 16 Eylül 2020
Kabul Tarihi 25 Haziran 2021
Yayımlandığı Sayı Yıl 2021 Cilt: 10 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA Çelik, A. (2021). SBR sisteminin antibiyotik (tetrasiklin/klortetrasiklin) ve ağrı kesici (parasetamol) etkisinde nitrifikasyon ve denitrifikasyon performansının belirlenmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 10(2), 505-510. https://doi.org/10.28948/ngumuh.795716
AMA Çelik A. SBR sisteminin antibiyotik (tetrasiklin/klortetrasiklin) ve ağrı kesici (parasetamol) etkisinde nitrifikasyon ve denitrifikasyon performansının belirlenmesi. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. Temmuz 2021;10(2):505-510. doi:10.28948/ngumuh.795716
Chicago Çelik, Aytekin. “SBR Sisteminin Antibiyotik (tetrasiklin/Klortetrasiklin) Ve ağrı Kesici (parasetamol) Etkisinde Nitrifikasyon Ve Denitrifikasyon performansının Belirlenmesi”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 10, sy. 2 (Temmuz 2021): 505-10. https://doi.org/10.28948/ngumuh.795716.
EndNote Çelik A (01 Temmuz 2021) SBR sisteminin antibiyotik (tetrasiklin/klortetrasiklin) ve ağrı kesici (parasetamol) etkisinde nitrifikasyon ve denitrifikasyon performansının belirlenmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 10 2 505–510.
IEEE A. Çelik, “SBR sisteminin antibiyotik (tetrasiklin/klortetrasiklin) ve ağrı kesici (parasetamol) etkisinde nitrifikasyon ve denitrifikasyon performansının belirlenmesi”, NÖHÜ Müh. Bilim. Derg., c. 10, sy. 2, ss. 505–510, 2021, doi: 10.28948/ngumuh.795716.
ISNAD Çelik, Aytekin. “SBR Sisteminin Antibiyotik (tetrasiklin/Klortetrasiklin) Ve ağrı Kesici (parasetamol) Etkisinde Nitrifikasyon Ve Denitrifikasyon performansının Belirlenmesi”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 10/2 (Temmuz 2021), 505-510. https://doi.org/10.28948/ngumuh.795716.
JAMA Çelik A. SBR sisteminin antibiyotik (tetrasiklin/klortetrasiklin) ve ağrı kesici (parasetamol) etkisinde nitrifikasyon ve denitrifikasyon performansının belirlenmesi. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. 2021;10:505–510.
MLA Çelik, Aytekin. “SBR Sisteminin Antibiyotik (tetrasiklin/Klortetrasiklin) Ve ağrı Kesici (parasetamol) Etkisinde Nitrifikasyon Ve Denitrifikasyon performansının Belirlenmesi”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 10, sy. 2, 2021, ss. 505-10, doi:10.28948/ngumuh.795716.
Vancouver Çelik A. SBR sisteminin antibiyotik (tetrasiklin/klortetrasiklin) ve ağrı kesici (parasetamol) etkisinde nitrifikasyon ve denitrifikasyon performansının belirlenmesi. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. 2021;10(2):505-10.

 23135