izvor podataka: poirot

Naziv

Sudbina farmaceutika u okolišu i tijekom naprednih postupaka obrade voda

Fate of pharmaceuticals in the environment and during advanced wastewater treatment

Opis projekta

Farmaceutici su vrlo raznolika grupa spojeva koji se koriste u liječenju i prevenciji bolesti kod ljudi i životinja. Napredak i poboljšanje analitičkih metoda tijekom posljednjih desetljeća rezultirao je učestalom detekcijom farmaceutika u okolišu i posljedično tome podizanjem svijesti u znanstvenoj zajednici i društvu općenito o ovoj problematici. Nakon primjene, farmaceutici dolaze u okoliš uglavnom putem otpadnih voda iz postrojenja za obradu voda ili izravnim odlaganjem. Mnoga istraživanja pokazala su da su najznačajnija mjesta ispuštanja farmaceutika u okoliš postrojenja za obradu otpadnih voda ukazujući na nužnost i potrebu nadogradnje i implementacije naprednih tehnologija obrade vode. Kada farmaceutici dođu u okoliš dolazi do njihove razdiobe između različitih dijelova okoliša (voda, tlo, sediment, zrak) što podrazumijeva sorpciju i desorpciju te razgradnju koja može biti abiotička ili biotička. Razgradnja farmaceutika u okolišu, ili kao rezultat postupka obrade otpadnih voda, od izuzetnog je značaja, s obzirom da nastaju novi spojevi – razgradni produkti – s bitno drugačijim, fizikalnim, kemijskim i toksičnim svojstvima. Moguće je da nastanu spojevi toksičniji od osnovne komponente. Unatoč činjenici da su tisuće farmaceutika odobrene za primjenu, prisutnost i sudbina u okolišu ispitana je samo za mali dio njih. Stoga postoji potreba za stvaranjem novih znanja i produbljivanje razumijevanja ponašanja i pojave farmaceutika i njihovih razgradnih produkata u okolišu. Ove spoznaje su neophodne za pravilnu procjenu rizika za ekosustave izložene tako zvanim „novim zagađivalima“. PharmaFate projekt nastoji pridonijeti stvaranju novih znanja u područjima analitičke kemije i tehnologija obrade otpadnih voda. Glavni ciljevi projekta su razvoj naprednih tehnologija obrade otpadnih voda za učinkovito uklanjanje farmaceutika te postizanje boljeg razumijevanja ponašanja farmaceutika u okolišu i tijekom obrade otpadnih voda. Farmaceutici koji će se istraživati izabrani su na temelju njihove velike potrošnje i učestale upotrebe u medicinske svrhe, farmaceutici koji su potencijalno postojani, nisu podložni biorazgradnji te ne postoji ili postoji vrlo malo podataka o njihovom ponašanju i učincima na okoliš. Predložene tehnologije obrade otpadnih voda uključuju fotokemijske napredne oksidacijske procese (AOP) – fotolizu i heterogenu fotokatalizu uz primjenu TiO2 filma, te novih materijala s poboljšanim fotokatalitičkim svojstvima (TiO2 dopiran s Ag+ i Au3+). Svaki predloženi proces biti će optimiran određivanjem ključnih radnih parametara. Nadalje, projekt je usmjeren na stvaranje novih znanja o sudbini farmaceutika u okolišu. Istražit će se sorpcija izabranih farmaceutika na tlo i riječni sediment, te hidrolitička i fotolitička razgradnji. Primjenom naprednih analitičkih metoda identificirat će se glavni razgradni produkti hidrolize i fotolize, odrediti kinetika razgradnje te predložiti mehanizmi i putevi razgradnje. Također, identificirat će se produkti razgradnje nastali tijekom primjene razvijenih AOP-a te predložiti mehanizmi i putevi razgradnje. Također, odredit će se toksičnost izabranih farmaceutika i nastalih razgradnih produkata. Nadalje, projekt je usmjeren na razvoj novih te poboljšanje postojećih analitičkih metoda, temeljenih na tekućinskoj kromatografiji visoke djelotvornosti vezanoj sa spektrometrijom masa, za određivanje farmaceutika i njihovih razgradnih produkata u složenim uzorcima iz okoliša. Rezultati projekta proširit će postojeća znanja i metode i osigurati nove informacije potrebne za procjenu potencijalnog rizika uzrokovanog farmaceuticima prisutnim u okolišu. Očekivani doprinosi projekta su znanstveni - stvaranjem novih spoznaja koje će pridonijeti boljem razumijevanju ponašanja farmaceutika u okolišu i tijekom postupaka obrade otpadnih voda, tehnički - poboljšanjem tehnologija obrade otpadnih voda i socijalni – u društvenoj dobrobit kroz zaštitu okoliša i poboljšanje kvalitete života, zdravlja i sigurnosti.

Pharmaceuticals are highly diverse group of chemicals used in treatment and prevention of diseases in humans and animals. The advances and improvement of different analytic methodologies during the last decades have demonstrated the widespread occurrence of these compounds in all the environmental compartments, leading to an arising social and scientific awareness. After use, pharmaceuticals are released into the receiving environments via wastewater treatment plants (WWTPs) or via direct disposal. Many studies showed that the main point of collection and subsequent release of pharmaceuticals into the environment are WWTPs, suggesting that their upgrade and implementation of advanced treatment technologies are required. Once pharmaceuticals enter into the environment, partitioning (sorption and desorption) and degradation (abiotic and biological degradation) occur. Degradation of pharmaceuticals in the environment and also during wastewater treatment is an important issue, since incomplete degradation can result in degradation products with significantly different physical, chemical and toxic properties.They may be even more toxic than the parent compound. Pharmaceuticals presence in the environment has been studied for only a small percentage of them despite the fact that thousands of them are approved for human or veterinary usage. In order to properly assess the potential risks posed by these emerging contaminants to the ecosystems, there is need to gain more knowledge and deep understanding about the fate and occurrence of pharmaceuticals and their degradation products in the environment. The PharmaFate project aims at improving the knowledge in the areas of environmental analytical chemistry and wastewater treatment technologies. The main objectives of the project are to develop advanced wastewater treatment technologies for efficient removal of pharmaceuticals and to achieve an improved understanding of pharmaceuticals fate and effects in the environment and during wastewater treatment. Targeted pharmaceuticals are selected among those identified as high production volume and highly prescribed pharmaceuticals, potentially persistent and/or bioaccumulative with no or limited published data about their fate and effects in the environment. Proposed treatment technologies include photochemical advanced oxidation processes – photolysis and heterogeneous photocatalysis using TiO2 film as well as novel materials with improved photocatalytic properties (TiO2 doped with noble metals Ag+ and Au3+). The key operational parameters for each process will be determined with a goal to optimize overall treatment process. Another important aspect of the proposed project is creation of new knowledge about pharmaceuticals fate end effects in the environment. Abiotic degradation processes, hydrolysis and photolysis, as well as sorption to the soil and river sediment will be investigated. Main degradation products formed during hydrolytic and photolytic degradation in the environment will be identified using advanced analytical methods. Hydrolytic and photolytic degradation kinetics will be determined and degradation mechanisms and degradation pathways will be elucidated. Also, the degradation products formed during the developed AOPs will be identified and pharmaceuticals degradation kinetics will be determined and degradation mechanism and pathways will be proposed. Furthermore, toxicity of selected pharmaceuticals and their degradation products will be assessed. Additionally, the project focuses on development of new, as well as the improvement of existing analytical methods based on high performance liquid chromatography – mass spectrometry for the analysis of selected pharmaceuticals and their degradation products in highly complex environmental samples. Project outcomes will advance existing knowledge and methods and provide new information for evaluating potential risk that pharmaceuticals pose to the environment. Based on planed outcomes, expected impacts are in terms of scientific research through creation of new knowledge that will improve our understanding of pharmaceuticals fate in the environment and during wastewater treatment, technical improvement of wastewater treatment technologies and social benefits by preserving the environment and improving the quality of life, health and safety.

Ključne riječi

farmaceutici, produkti razgradnje, okoliš, napredni oksidacijski procesi, sol-gel TiO2 filmovi

pharmaceuticals, degradation products, environment, advanced oxidation processes, sol-gel TiO2 films

Znanstveno-istraživački projekti

PharmaFate

IP-2014-09-2353

01.07.2015

30.06.2019

nije evidentirano

HRK 943.500

Podaci o financiranjima

Podaci o institucijama

Podaci o osobama