Ενεργοποίηση υπερθειϊκού νατρίου με καρβίδιο του μολυβδαινίου (Mo2C) για την διάσπαση της λοσαρτάνης
Loading...
Date
2023-03-09
Authors
Βλαχοδημητροπούλου, Μαρία
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η αποδόμηση της ουσίας «Λοσαρτάνη» (Losartan, LOS), ενός φαρμακευτικού προϊόντος για τη ρύθμιση της πίεσης σε υπερτασικά άτομα. Η διεργασία που χρησιμοποιήθηκε ανήκει στις προηγμένες διεργασίες οξείδωσης (AOPs) και αφορά την ενεργοποίηση θειικών αλάτων για παραγωγή ελευθέρων ριζών, με σκοπό την καταστροφή του ρύπου.
Είναι ευρέως γνωστό ότι μεγάλο ποσοστό των φαρμακευτικών ουσιών που χορηγούνται στους ανθρώπους ή/και τα ζώα δε μεταβολίζεται πλήρως από τους οργανισμούς, με αποτέλεσμα τόσο οι ουσίες όσο και οι μεταβολίτες τους να αποβάλλονται στο υδάτινο περιβάλλον μέσω των ανθρώπινων/ζωικών απορριμμάτων. Η ανεξέλεγκτη χρήση φαρμακευτικών ουσιών λόγω πρόσβασης σε πολλές από αυτές χωρίς συνταγογράφηση, αλλά και η απόρριψή τους από νοσοκομεία και φαρμακοβιομηχανίες, οδηγεί σε επιβαρυμένα αστικά και αγροτικά απόβλητα ανθεκτικά στη βιοαποδόμηση. Αποτέλεσμα των παραπάνω είναι η ανάπτυξη ανθεκτικότητας των μικροβίων σε αντιβιοτικές ουσίες, η αύξηση της τοξικότητας για τους υδρόβιους μικροοργανισμούς και η εμφάνιση των ουσιών αυτών στην τροφική αλυσίδα, με τελικό αποδέκτη τον άνθρωπο.
Η λοσαρτάνη είναι ένα αντιυπερτασικό φάρμακο με ανταγωνιστική δράση στους υποδοχείς της αγγειοτανσίνης ΙΙ. Αποκλείοντας τη δράση της συγκεκριμένης ορμόνης, προκαλεί χαλάρωση των αιμοφόρων αγγείων και συνεπώς μείωση της αρτηριακής πίεσης. Τα τελευταία χρόνια η λοσαρτάνη έχει αρχίσει να ανιχνεύεται στα επιφανειακά νερά και αποτελεί κίνδυνο για τους υδροβιότοπους, καθώς δρα ως ενδοκρινικός διαταράκτης και είναι τοξική για τους μικροοργανισμούς.
Για την επιτυχή απομάκρυνση του ρύπου, επιλέχθηκε ο συνδυασμός του υπερθειικού νατρίου (Sodium Persulfate, SPS) ως οξειδωτικό μέσο και του καρβιδίου του μολυβδαινίου (Molybdenum Carbide, Mo₂C) ως ενεργοποιητή. Αρχικά, διεξήχθησαν πειράματα με διαφορετικές αναλογίες συγκέντρωσης καταλύτη/οξειδωτικού για τον προσδιορισμό της καταλληλότερης αναλογίας για το εξεταζόμενο σύστημα. Στη συνέχεια, μελετήθηκε η επίδραση του pH τόσο προσροφητικά όσο και καταλυτικά, όπου διαπιστώθηκε μικρή επιβράδυνση στην απομάκρυνση της λοσαρτάνης σε αλκαλικό περιβάλλον και στις δύο περιπτώσεις.
Πειράματα διεξήχθησαν και με διαφορετικές συγκεντρώσεις του ρύπου, καθώς και με εναλλακτικά οξειδωτικά, όπως το υπεριωδικό νάτριο (Sodium Periodate, NaIO₄), το υπεροξείδιο του υδρογόνου (Hydrogen Peroxide, H₂O₂) και το υπερανθρακικό νάτριο (Sodium Percarbonate, Na₂CO₃·1.5 H₂O₂). Ωστόσο, η δράση αυτών δεν ήταν τόσο αποτελεσματική όσο του SPS.
Στη συνέχεια, εξετάστηκε η απομάκρυνση της λοσαρτάνης σε πιο πολύπλοκες μήτρες, όπως εμφιαλωμένο νερό και δευτεροβάθμια εκροή, με μελέτη του οργανικού και ανόργανου φορτίου. Ενδιαφέρον παρουσίασε το γεγονός ότι, παρουσία χλωριούχου νατρίου, η αποδόμηση της λοσαρτάνης επιτεύχθηκε σε μικρότερους χρόνους, ενώ σε άλλες περιπτώσεις εμφάνισε καθυστέρηση.
Για τη μελέτη του μηχανισμού της αντίδρασης, χρησιμοποιήθηκε τριτοταγής βουτανόλη (T-Butanol) ως παγίδα των ριζών υδροξυλίου και μεθανόλη ως παγίδα των θειικών ριζών. Τέλος, εξετάστηκε η επαναχρησιμοποίηση του καταλύτη για συνολικά πέντε διαδοχικούς κύκλους, όπου παρατηρήθηκε ότι η δραστικότητά του δεν μειώθηκε.
Description
Keywords
Λοσαρτάνη, Προηγμένες διαδικασίες οξείδωσης, Ενεργοποίηση υπερθειϊκών αλάτων, Καρβίδιο του μολυβδαίνιου, Υπερθειϊκό νάτριο, Ενεργά οξειδωτικά είδη