Bu projede elde edilen sonuçlar aşağıda kısaca özetlenmiştir.
Zn/TiO2 katalizöründe; 0,12-3,0 (%ağırlık) Zn/TiO2 oranı arasında en yüksek parasetamol giderimi 0,85 Zn/TiO2 oranında 500 °C kalsinasyon sıcaklığı ve 2 saat kalsinasyon süresinde gözlenmiştir. Aynı katalizörün 6 kez kullanılarak tekrar kullanılabilirliği araştırılan çalışma sonunda 6. kez kullanım sonunda parasetamol gideriminde %6,4 parasetamol giderim hızında ise %16,1 azalma elde edilmiştir.
Ag/TiO2 katalizöründe; 0,2-2,0 Ag/TiO2 (%ağırlık) oranı arasında en yüksek parasetamol giderimi 1,0 Ag/TiO2 oranında 450 °C kalsinasyon sıcaklığı ve 2 saat kalsinasyon süresinde gözlenmiştir. Aynı katalizörün 6 kez kullanılarak tekrar kullanılabilirliği araştırılan çalışma sonunda 6. kez kullanım sonunda parasetamol gideriminde %7,9 parasetamol giderim hızında ise %25,6 azalma elde edilmiştir.
Fe/TiO2 katalizöründe; 0,3-3,0 Ag/TiO2 (%ağırlık) oranı arasında en yüksek parasetamol giderimi 0,6 Fe/TiO2 oranında 550 °C kalsinasyon sıcaklığı ve 2 saat kalsinasyon süresinde gözlenmiştir. Aynı katalizörün 6 kez kullanılarak tekrar kullanılabilirliği araştırılan çalışma sonunda 6. kez kullanım sonunda parasetamol gideriminde %3,1 parasetamol giderim hızında ise %12,7 azalma elde edilmiştir.
Tüm metal katkılı TiO2 katalizörlerinde 650°C’de parasetamol gideriminde azalma gözlenirken, optimum kalsinasyon sıcaklıkları 450-550°C sıcaklıklar arasında elde edilmiştir. Kalsinasyon süresi ise tüm metal katkılı TiO2 katalizörlerinde 2 saat olarak belirlenmiş olup, 3 saat kalsinasyon süresinde parasetamol gideriminin düştüğü gözlenmiştir.
UV-A ışık altında gerçekleştirilen çalışmalarda saf TiO2 katalizöründe %82,0 parasetamol giderimi elde edilirken, Fe/TiO2, Zn/TiO2 ve Ag/TiO2 katalizörlerinde sırasıyla %88,5, %90,3 ve %98,0 parasetamol giderimi elde edilmiştir. Aynı zamanda saf TiO2 katalizöründe %37,5 TOK giderimi elde edilirken, Fe/TiO2, Zn/TiO2 ve Ag/TiO2 katalizörlerinde sırasıyla %38,8, %41,0 ve %58,1 TOK giderimi elde edilmiştir.
UV-Visible ışık altında gerçekleştirilen çalışmalarda saf TiO2 katalizöründe %7,6 parasetamol giderimi elde edilirken, Fe/TiO2, Zn/TiO2 ve Ag/TiO2 katalizörlerinde sırasıyla %14,6, %20,4 ve %28,6 parasetamol giderimi elde edilmiştir.
Optimum metal/TiO2 oranı, kalsinasyon sıcaklığı ve kalsinasyon süresi belirlenen katalizörlerde FT-IR, SEM analizleri yapılarak katalizörlerin özellikleri belirlenmiştir.
Bu proje sonunda metal katkılı TiO2 katalizörü ile parasetamol gideriminin arttığı görülmüştür. En yüksek parasetamol ve TOK giderimi Ag/TiO2 katalizöründe elde edilmiştir. UV-Visible ışık altında saf TiO2 katalizöründe parasetamol giderimi gözlenemezken, 6 saat sonunda Ag/TiO2 katalizöründe parasetamol giderimi %29’a kadar artmıştır. Bu sonuçlar ışığında TiO2 katalizörüne metal ilave edilmesinin ilaç gideriminin arttırılmasında ve UV-Visible ışık altında giderilmesinde oldukça önemli olduğu söylenebilir.
KAYNAKLAR
Acar A., Su ortamındaki bazı organic bileşiklerin Fotokatalitik yöntemle giderimi, Yüksek Lisans Tezi, Muğla Üniversitesi, (2011).
Adataş C., Parasetamol tabler preparatlarından etkin maddesinin yüksek performanslı sıvı krotomografisi yöntemi ile belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Yakın Doğu Üniversitesi, (2011).
Aguilar C.A., Montalvo C., Ceron, J.G., Moctezuma E., Photocatalytic Degradation of Acetaminophen, International Journal of Environmental Research, 5, 4, 1071-1078, (2011).
Ahlgren P., Biodegradation of Potentially Harmfull Compounds in Wastewater Treatment, (Yüksek Lisans Tezi), Aalto University, Espoo, Finlandiya, (2012).
Akanyeti I., Evaluation of Combined and Source Separated Wastewater Treatment Systems in Terms of Pharmaceutical Compounds Removal, Nutrient and Energy Recovery, (Yüksek Lisans Tezi), Wageningen University, Wageningen, Hollanda, (2007).
Akbal F., Balkaya N., Toksik Organik Kirleticilerin Gideriminde İleri Oksidasyon Teknolojileri, Yıldız Teknik Üniversitesi Dergisi, 4, 47-55, (2002).
Andreozzi R., Caprio V., Moratta R., Vogna D., Paracetamol oxidation from aqueous solutions by means of ozonation and H2O2/UV system, Water Research, 37, 993-1004, (2003).
Bartha B. Uptake and metabolism of human pharmaceuticals in plants: Identification of metabolites and specification of the defense enzyme systems under pharmaceutical exposure, Doktora Tezi, München Teknik Üniversitesi, (2012).
Behera S.K., Kim H.W., Oh J.-E., Park H.-S., Occurrence and removal of antibiotics, hormones and several other pharmaceuticals in wastewater treatment plants of the largest industrial city of Korea, Science of the Total Environment, 409, 4351–
4360, (2011).
Bezrodna T., Puchkovska G., Shymanovska V., Baran J., Ratajczak H., IR-analysis of H-bonded H2O on the pure TiO2 surface, Journal of Molecular Structure 700, 175-181 (2004).
Chen H.G., Kumar R.V., Sol–Gel TiO2 in Self-Organization Process: Growth, Ripening and Sintering, RSC Advances, 2, 2294–2301, (2012).
Choi K., Kim Y., Park J., Park C., Kim M., Kim H.S., Kim P., Seasonal variation of several pharmaceutical residues in surface water and sewage treatment plants of Han River, Korea, Science of the Total Environment - Journal, 405, 120–128, (2008).
Chiou C.H., Juang R.S., Photocatalytic degradation of phenol in aqueous solutions by Pr-doped TiO2 nanoparticles, Journal of Hazardous Materials, 149, 1–7, (2007).
Çalık D., Tekstil atıksularında bulunan reaktif bir boyanın fotokatalitik oksidasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi, (2008).
Dalgıç G., Parasetamol içeren atıksularda kirletici parametrelerin gideriminde ileri oksidasyon yöntemlerinin uygulanması, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, (2013).
Desale A., Kample S.P., Deosarkar M.P., Photocatalytic Degradation of Paracetamol Using Degussa TiO2 Photocatalyst, International Journal of Chemical and Physical Sciences, 2, 140-148, (2013).
Diler E., Sulu ortamda bulunan azo boyar maddelerin fotokatalitik oksidasyon yöntemi ile parçalanması ve kinetik parametrelerin belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, (2010).
Durán A., Monteagudo J.M., Carnicer A., Ruiz-Murillo, M., Photo-Fenton mineralization of synthetic municipal wastewater effluent containing acetaminophen in a pilot plant, Desalination, 270, 124-129, (2011).
Foster A.L., Occurrence and fate of endocrine disruptors through the San Marco Wastewater treatment plant, Yüksek Lisans Tezi, Texas State Üniversitesi, (2007).
Gómez M.J., Martinez Bueno M.J., Lacorte S., Fernandez‐Alba A.R., Aguera A., Pilot survey monitoring pharmaceuticals and related compounds in sewage treatment plant located on the Mediterranean cost, Chemosphere, 66, 993-1002, (2007).
Gotostos M.J., Su C.-C., De Luna M.D.G., Lu M.-C., Kinetic study of acetaminophen degradation by visible light photolysis, Journal of Environmental Science and Health, Part A: Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering, 49, 892-899, (2014).
Halling-Sorensen B., Nors Nielsen S., Lanzky P.F., Ingerslev F., Holten-Lützhoft H.C., Jorgensen S.E., Occurrence, fate and effects of pharmaceutical substances in the environment A review, Chemosphere, 36(2), 357-393, (1998).
Harbelioğlu Ö., Vanadyum katkılı fotoaktif partikül sentezi, karakterizasyonu ve fotokatalitik uygulaması, Yüksek Lisans Tezi, Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, (2012).
Henschel K.P., Wenzel A., Diedrich M., Fliedner N.A. Environmental hazard assessment of pharmaceuticals, Regulatory Toxicology and Pharmacology, 25, 220–225, (1997).
Huschek, G., Hansen, P.D., Maurer, H.H., Krengel, D., Kayser, A., Environmental risk assessment of medicinal products for human use according to European Commission recommendations, Environmental Toxicology, 19 (3), 226–240, (2004).
ICON Consultants. Pollutants in Urban Waste Water and Sewage Sludge—Final Report for DG Research; Office for Official Publications of the European Communities: Luxembourg, Luxembourg, (2001).
Iwasaki M., Hara M., Kawada H., Tada H., Ito S., Cobalt Ion Doped TiO2
Photocatalyst Response to Visible Light, Journal of Colloid and Interface Science, 224, 202-204, (2000).
Jones O.A.H., Voulvoulis N., Lester J.N., Aquatic environmental assessment of the top 25 English prescription pharmaceuticals. Water Research, 36, 5013–5022, (2002).
Jones O.A.H., Voulvoulis N., Lester J.N., The occurrence and removal of selected pharmaceutical compounds in a sewage treatment works utilizing activated sludge treatment, Environmental Pollution, 145, 738–744, (2007).
Jordá L.S.-J., Martín M.M.B., Gómez E.O., Reina A.C., Sánchez I.M.R., López, J.L.C., Pérez, J.A.S., Economic evaluation of the photo-Fenton process.
Mineralization level and reaction time: The keys for increasing plant efficiency, Journal of Hazardous Materials, 186, 1924-1929, (2011).
Jallouli N., Elghniji K., Trabelsi H., Ksibi M., Photocatalytic degradation of paracetamol on TiO2 nanoparticles and TiO2/cellulosic fiber under UV and sunlight irrridation, Arabian Journal of Chemistry, in press, (2014).
Kasprzyk-Horden B., Dinsdale R.M., Guwy A.J., The removal of pharmaceuticals, personal care products, endocrine disruptors and illicit drugs during wastewater treatment and its impact on the quality of receiving waters, Water Research, 43(2), 363-380, (2009).
Kepoğlu C., Kişisel bakım ürünleri ve gri atıksu numunelerinin ozon ve fotokataliz ile arıtımı, toksisite incelemesi, Yüksek Lisans Tezi, Namık Kemal Üniversitesi, (2014).
Khan, S.J., Ongerth, J.E., Modelling of pharmaceutical residues in Australian sewage by quantities of use and fugac-ity calculations. Chemosphere 54 (3), 355–367, (2004).
Kim S., Cho J., Kim I., Vanderford B., Snyder S., Occurrence and removal of pharmaceuticals and endocrine disruptors in South Korean surface, drinking and wastewaters, Water Research, 41, 1013–1021, (2007).
Kirilov M., Koumanova B., Spasov L., Petrov L., Effects of Ag and Pd modifications of TiO2 on the photocatalytic degradation of p-Chlorophenol in aqueous solution, Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 41(3), 343-348, (2006).
Kitiş M., Yiğit N.Ö., Köseoğlu H., Bekaroğlu Ş.Ş., Su ve atıksu arıtımında ileri arıtma teknolojileri-arıtılmış suların geri kullanımı, T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı, Çevre Görevlisi Eğitimi Ders Notları, (2009).
Küni G., Reaktif kırmızı 195 azo boyarmaddesinin ileri oksidasyon yöntemleriyle parçalanması, Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi (2009)
Lilius, H., Isomaa, B., Holmströ T., A comparison of the toxicity of 50 reference chemicals to freshly isolated rainbow trout hepatocytes and Daphnia magna, Aquatic Toxicology, 30, 47-60, (1994).
Lin C.J., Yang W.T., Ordered Mesostructured Cu-doped TiO2 Spheres as Active Visible-Light-Driven Photocatalysts for Degradation of Paracetamol, Chemical Engineering Journal, 237, 131-137, (2014).
Löffler D., Römbke J., Meller M., Ternes T.A., Environmental fate of pharmaceuticals in water/sediment systems, Environmental Science & Technology, 39, 5209-5218, (2005).
McManamon C, Delaney P., Morris M.A., Photocatalytic properties of metal and non-metal doped novel sub 10 nm titanium dioxide nanoparticles on methyl orange, Journal of Colloid and Interface Science, 411, 169–172, (2013).
McManamon C., Holmes J.D., Morris M.A., Improved photocatalytic degradation rates of phenol achieved using novel porous ZrO2-doped TiO2 nanoparticulate powders, Journal of Hazardous Materials, 193, 120– 127, (2011).
Mumcu T., Bisfenol-A’nın Nano-TiO2 ile Fotokatalitik Parçalanması ve Yıkım Ürünlerinin Belirlenmesi, (Yüksek Lisans Tezi), İnönü Üniversitesi, (2013).
Naeem K., Ouyang F., Preparation of Fe3+-doped TiO2 nanoparticles and its photocatalytic activity, Physica B: Condensed Matter, 405(1), 221-226, (2009).
Pozan G.S., Isleyen M., Gokcen S., Transition metal coated TiO2 nanoparticles:
Synthesis, characterization and their photocatalytic activity, Applied Catalysis B:
Environmental, 140– 141, 537– 545, (2013).
Radjenovic J., Petrovic M., Barrcelo D., Analysis of pharmaceuticals in wastewater and removal using a membrane bioreactor, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 387(4), 1365-1377, (2007).
Radjenovic J., Petrovic M., Barceló D., Fate and distribution of pharmaceuticals in wastewater and sewage sludge of the conventional activated sludge (CAS) and advanced membrane bioreactor(MBR) treatment, Water Research, 43, 831–841, (2009).
Rengaraj S., Li X.Z., Enhanced photocatalytic activity of TiO2 by doping with Ag for degradation of 2,4,6-trichlorophenol in aqueous suspension, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 243, 60–67, (2006).
Roberts P.H., Thomas K.V., The occurrence of selected pharmaceuticals in wastewater effluent and surface waters of the lower Tyne catchment, Science Total Environent, 356, 143–153, (2006).
Rodrriguez-Talavera R., Vargas S., Arroyo-Murillo R., Montiel-Campos R., Haro-Toniatowski E., Modification of the Phase Transition Temperatures in Titania Doped with Various Cations, Journal of Materials Research, 12, 439-443, (1997).
Rosal R., Rodrıguez A., n-Melon J.A.P., Petre A, Garcıa-Calvo E., Gomez M.J., Aguera A., Fernandez-Alba A.R., 2010. Occurrence of emerging pollutants in urban wastewater and their removal through biological treatment followed by ozonation, Water Research, 44, 578-588, (2010).
Sim W.-J., Lee J.-W., Oh J.-E., Occurrence and fate of pharmaceuticals in wastewater treatment plants and rivers in Korea, Environmental Pollution, 158, 1938–1947, (2010).
Stuer-Lauridsen F., Birkved M., Hansen L.P., Holten Luutzhùft H.C., Halling-Sørensen B., Halling‐Halling-Sørensen B., Environmental risk assessment of human pharmaceuticals in Denmark after normal therapeutic use, Chemosphere, 40, 783–793, (2000).
Su C.-C., Bellotindos L.M., Chang A.-T., Lu M.-C., Degradation of acetaminophen in an aerated Fenton reactor, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 44(2), 310-316, (2013).
Togola A., Budzinski H., Multi-residue analysis of pharmaceutical compounds in aqueous samples, Journal of Chromatography A, 1177, 150–158, (2008).
Topkaya E., Boyar madde, pestisit ve antibiyotik içeren suların fotokatalitik proseslerle arıtımında ZnO/TiO2 kompozit plakaların kullanımı, Yüksek Lisans Tezi, Gebze Yükek Teknoloji Enstitüsü, (2014).
US EPA, (1999), Search in Ecotoxicology Database System (U.S. EPA MED-Duluth) http://www.epa.gov/medecotx/ecotox home.html.
Wiegel S., Aulinger A., Brockmeyer R., Harms H., Löffler J., Reincke H., Schmidt R., Stachel B., von Tümpling W., Wanke A., harmaceuticals in the river Elbe and its tributaries Chemosphere, 57(2), 107-126, (2004).
Xiong P., Hu J., Degradation of Acetaminophen by UVA/LED/TiO2 Process, Separation and Purification Technology, 91, 89-95, (2012).
Van Beelen E., Municipal Waste Water Treatment Plant (WWTP) Effluents: a Concise Overview of the Occurrence of Organic Substances. Association of River Waterworks – RIWA, Nieuwegein (2007).
Venkatachalm N., Palanichamy M., Arabindoo B., Murugesan V., Enhanced photocatalytic degradation of 4-chlorophenol by Zr4+ doped nano TiO2, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 266, 158-165, (2007).
Verlicchi P., Al Aukidy M., Zambello E., Occurrence of pharmaceutical compounds in urban wastewater: Removal, mass load and environmental risk after a secondary treatment—A review, Science of the Total Environment, 429, 123–155, (2012).
Yalçın-Gürkan Y., Yeni Ametal Katkılandırılmış TiO2 Fotokatalizörlerin Tasarımı, Sentezi ve Fotokatalitik Aktiviteleri, (Doktora Tezi), Yıldız Teknik Üniversitesi, (2010).
Yang L., Yu L.E., Ray M.B., Degradation of Paracetamol in Aqueous Solutions by TiO2 Photocatalysis, Water Research, 42, 3480-3488, (2008).
Yu J.T., Bouwer E.J., Coelhan M., Occurrence and biodegradability studies of selected pharmaceuticals and personal care products in sewage effluent, Agricultural Water Management, 86, 72–80, (2006).
Yu-Chen Lin A., Lin C.-A., Tung H.-H., Sridhara Chary N., Potential for biodegradation and sorption of acetaminophen, caffeine, propranolol and acebutolol in lab-scale aqueous environments, Journal of Hazardous Materials, 183, 242–250, (2010).
Zhang X., Wu F., Wu X.W., Chen P., Deng N., Photodegradation of Acetaminophen in TiO2 Suspended Solution, Journal of Hazardous Materials, 157, 300-307, (2008).
Zhang X., Wu F., Deng N., Degradation of Paracetamol in Self Assembly β-cyclodextrin/TiO2 Suspension Under Visible Irradiation, Catalysis Communications, 11, 422–425, (2010).