Дослідження способів інактивації антибіотика ципрофлоксацина з метою попередження забруднення довкілля та захисту здоров’я людини

Abstract

Наразі екологічною проблемою сучасного суспільства є стрімке забруднення водних ресурсів всього світу фармацевтичною продукцією, у тому числі, антибіотиками. За даними Йоркського університету (Велика Британія), забруднення антибіотиками охопило дві третини водних шляхів планети. Експериментально встановлено, що до 90 % антибіотиків, що застосовуються, потрапляють у довкілля: ґрунти і водні об’єкти. Залишки медичних препаратів потрапляють в річки через відходи життєдіяльності людини і тварин, а також через очисні споруди, в тому числі, фармацевтичних підприємств. З іншого боку, під впливом антибіотиків може суттєво змінюватися біоценоз водних об’єктів. А хвороботворні бактерії поступово стають несприйнятливими до впливу антибіотиків. Тому Українським науково-дослідним інститутом екологічних проблем сумісно з Національним науковим центром Харківським фізико-технічним інститутом проведені експериментальні дослідження, спрямовані на інактивацію бактерицидних властивостей розчину антибіотика під час його оброблення озоно-повітряною сумішшю. В ході дослідження проведена оцінка ефективності інактивації антибіотика ципрофлоксацину гідрохлориду методами, що відносяться до глибокого окиснення AOPs-технологій (Advanced Oxidation Processes) на основі комбінування озонування, УФ-опромінювання, оброблення пероксидом водню. Показана перспективність використання озонування, а також систем О3/УФ і О3/УФ/Н2О2 для зниження токсичної дії залишків антибіотика ципрофлоксацина щодо тест-об’єкта Escherichia coli у водному середовищі. Встановлено, що озонування активного мулу, обробленого ципрофлоксацином, знижує токсичну дію антибіотика і сприяє підвищенню ферментативної активності біоценозу активного мулу.

Today the environmental problem of modern society is the rapid contamination of water resources around the world for pharmaceutical products, including antibiotics. According to the University of York (UK), contamination with antibiotics had covered two-thirds of the waterways of the planet. It was established experimentally that 90 % of antibiotics are applied into the surrounding environment: soil and water. Residues of medical drugs fall into rivers via human waste and animals and through the treatment plant, including pharmaceutical companies. On the other hand, under the influence of antibiotics can significantly change the biocenosis of water bodies. And bacteria gradually become immune to the effects of antibiotics. Therefore, the Ukrainian research Institute of ecological problems in cooperation with the National scientific center Kharkiv Institute of physics and technology experimental studies aimed at inactivation of bactericidal properties of antibiotic solution during processing ozone-air mixture. The study assessed the effectiveness of inactivation of antibiotic ciprofloxacin hydrochloride by methods related to deep oxidation AOPs technologies (Advanced Oxidation Processes) on the basis of combinations of ozonation, UV irradiation, treatment with hydrogen peroxide. Shown the prospects of using ozonation and O3/UV and O3/UV/H2O2 to reduce the toxic effect of the antibiotic residues of ciprofloxacin relative to the test object E. coli in the aquatic environment. Found that ozonation of activated sludge treated with ciprofloxacin, reduces the toxic effect of the antibiotic and promotes the enzymatic activity of the biocenosis of activated sludge.

Сейчас экологической проблемой современного общества является стремительное загрязнение водных ресурсов всего мира фармацевтической продукцией, в том числе, антибиотиками. По данным Йоркского университета (Великобритания), загрязнение антибиотиками охватило две трети водных путей планеты. Экспериментально установлено, что до 90% антибиотиков, попадают в окружающую среду: почвы и водные объекты. Остатки медицинских препаратов попадают в реки из-за отходов жизнедеятельности человека и животных, а также через очистные сооружения, в том числе, фармацевтических предприятий. С другой стороны, под влиянием антибиотиков может существенно изменяться биоценоз водных объектов. А болезнетворные бактерии постепенно становятся невосприимчивыми к воздействию антибиотиков. Поэтому Украинским научно-исследовательским институтом экологических проблем совместно с Национальным научным центром Харьковского физико-технического института проведены экспериментальные исследования, направленные на инактивацию бактерицидных свойств раствора антибиотика во время его обработки озоно-воздушной смесью. В ходе исследования проведена оценка эффективности инактивации антибиотика ципрофлоксацина гидрохлорида методами, относящимися к глубокого окислению AOPs-технологий (Advanced Oxidation Processes) на основе комбинирования озонирование, УФ-облучения, обработки перекисью водорода. Показана перспективность использования озонирования, а также систем О3 / УФ и О3 / УФ / Н2О2 для снижения токсического действия остатков антибиотика ципрофлоксацина относительно тест-объекта Escherichia coli в водной среде. Установлено, что озонирование активного ила, обработанного ципрофлоксацином, снижает токсическое действие антибиотика и способствует повышению ферментативной активности биоценоза активного ила.