حذف اندوتوکسین از آب با فرایند ازن‌زنی کاتالیتیکی غیرهمگن در حضور خاکستر استخوان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار بهداشت محیط، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

2 دکترای بهداشت محیط، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

3 دانشیار بهداشت محیط، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

4 استاد باکتری شناسی، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

چکیده

اندوتوکسین از جمله آلاینده‌هایی است که ساختار لیپوپلی‌ساکاریدی داشته و از جدار خارجی باکتری‌های گرم منفی رها می‌شود. هدف از این مطالعه، بررسی حذف اندوتوکسین از آب با فرایند ازن زنی کاتالیتیکی در حضور خاکستر استخوان بود. در این تحقیق، اندوتوکسین مورد استفاده از دیواره سلولی باکتری اشریشیاکلی (ATCC 25922 ) با استفاده از روش استفان و جان استخراج شد. برای اندازه‌گیری اندوتوکسین از روش کروموژنیک لیمولوس آمبوسیت لایست در طول موج 405 تا 410 نانومتر استفاده گردید. اندازه‌گیری ازن با روش یدید پتاسیم انجام شد. نتایج این تحقیق نشان ‌داد که سرعت حذف اندوتوکسین با این فرایند برای خاکستر استخوان سیاه در محدوده Eu/ml.min 0/6 و برای ازن /خاکستر سفید Eu/ml.min 0/5 است. این فرایند دارای راندمان حذف 80 درصد بود.تغییر غلظت اولیه عوامل شرکت کننده در واکنش، تأثیری در سرعت حذف اندوتوکسین نداشت. بر این اساس سینتیک واکنش حذف اندوتوکسین با این روش یک واکنش درجه صفر است. فرایند ازن زنی در حضور خاکستر استخوان نسبت به سایر روشهای مطالعه شده نظیر ازن‌زنی متداول و کلرزنی، روش مؤثرتری در حذف اندوتوکسین است و می‌تواند در حذف اندوتوکسین از آب مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Endotoxin Removal from Water Using Heterogenus Catalytic Ozonation by Bone Char

نویسندگان [English]

  • Abas Rezaee 1
  • Ghader Ghanizadeh 2
  • Ahmadreza Yazdanbakhsh 3
  • Ghorban Behzadian Nejad 4
1 Assoc. Prof. of Environmental Health, Faculty of Medical Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran
2 Ph.D. of Environmental Health, Faculty of Medical Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran
3 Assoc. Prof. of Environmental Health, Faculty of Medical Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran
4 Prof. of Bacteriology, Faculty of Medical Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran
چکیده [English]

The endotoxin is one of pollutants with lipopolysaccharide structure which release from gram negative bacteria and cyanobacters. The aim of this study was removal of endotoxin from water using catalytic ozonation by bone char. The endotoxin for experiments have extracted from Escherichia coli bacterium cell wall by Stefan and Jan method. Chromogenic limulus ambusite lysate method in 405-410 nm wave length was used for analysing of endotoxin. The ozone have analysed by potassium iodine method. Results: Results of the research shown endotoxin removal rates using heterogenous catalytic ozonation were 6.0 Eu/ml.min and 0.5 Eu/ml.min for grey bone char and white bone char, respectively. The efficency of the process was found eighty percent. Primary concentration of basic compounds had no effect on endotoxin removal rate. Therefore, endotoxin removal kinetic of reaction is a zero order reaction. This study revealed that ozonation process using bone char is more efficient than other proposed methods such as ozonation or chlorination and can be used successfully for endotoxin removal from water as a efficient method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Edotoxin
  • Catalytic ozonation
  • Bone char
  • Water Treatment
Morrison, D.C., Danner, R.L., Dinarello, C.A., and Munford, R.S. (1994) Bacterial endotoxin and pathogenesis of Gram-negative infections: Current status and future direction J. Endotoxin Res. 2, 71-83
WHO. (2004) Guidelines for safe and recreational water environments WHO.,Geneva
Zimmerman, T., Frere, C.P., and Satzger, M. (2006) Simultaneous metal chelate affinity purification and endotoxin clearance of recombinant antibody fragments J. Immunol Methods 314, 67-73
Jorgenson, J.H., Lee, J.C., and Pahren, H.R. (1976) Rapid detection of bacterial endotoxin in drinking water and renivated wastewater Appl. Environ. Microbiol 32, 347-351
Bauer, T.M., Schwacha, H., and Steinbruckner, B. (2002) Small intestinal bacterial overgrowth in human cirrhosis is associated with systemic endotoxiemia Am. J. Gastroent 9, 2364-2370
Nissenson, A.R., Fine, R.N., Gentile, D.E., and Norwalk, C.T. (1990) Clinical dialysis 2nd Ed., Appeltion Centruy Crofts Pub., New York.
Huck, P.M., Finch, G.R., and Hrudey, S.E. (1998) Peppler MS. design of biological processes organics control AWWA. Research Foundation Report, USA
Rezaee, A., Ghanizadeh, Gh., and Yazdanbakhsh, A.R., Behzadian Nejad, Gh., Ghaneian, M.T., and Siadat, S.D. (2008) Removal of enodotoxin in water using ozonation process Aust. J. Basic Appl. Sci. 2, 495-499
Torabian, A., Ghadimkhani, A., Rashidi, A., Shokouhi, H., and Janbeglou, R. (2006) Preozonation effect on total organic carbon removal in surface water treatment J. of Water Wastewater 58, 2-9
Valdes, H., Murillo, F.A., Manoli, J.A., and Zaror, C.A. (2008) Hetrogeneous catalytic ozonation of benzothiazole aqueous solution promoted by volcanic sand J. Hazard. Mater 153, 1036-1042
Alvarez, P.M., Beltran, F.J., Pocostales, J.P., and Masa, F.J. (2007) Preparation and structural characterization of Co/Al2O3 catalysts for the ozonation of pyrtovic acid Appl. Catal. B Environ 72, 322-330
Xin L. I., Jun-hai, Y., and Jing-Yao, Q.I. (2007) Degradation of organic pollutants in water by catalytic ozonation Chem. Res., Chinese U 3, 273-275
Sano, N., Yamamoto, T., and Yamamoto, D., Kim, S.I., Eiad-Ua, A., Shinomiya, H., and Nakaiwa, M. (2007) Degradation of aqueous phenol by simultaneous use of ozone with silica-gel and zeolite Chem. Eng. Proces 46, 513-519
Hadavifar, M., Younesi, H., and Zinatizadeh, A. (2009) Application of ozone and granular activated carbon for distillery effluent treatment J. of Water Wastewater 74, 10-18
Nakagawa, Y., Maeda, H., and Murai, T. (2002) Evalution of the invitro pyrogen test system based on proinflammatory cytokine release from human monocyte: Comparision with a human whole blood culture test system and with rabbit pyrogen test Clin. Diag Lab. Immun. 3, 588-597
Chen, Y.N., Chia, L.Y., and Shu, Y.D. (2008) Study of arsenic (V) adsorption on bone char from aqueous solution J. Hazard. Mater 160, 168-172
Anderson, W.B., Mayfield, C.I., and Dixon, D.G. (2003) Endotoxin inactivation by selected drinking water treatment oxidants Water Res. 37, 4553-4560
Anderson, W. B., Huck, P. M., Dixon, D.G., and Mayfield, C.I. (2003) Endotoxin inactivation in water by using medium-pressure UV lamps Appl. Environ. Microbiol. 69, 3002-3004