İlaç aktif maddelerinin abiyotik-biyotik adsorpsiyon prosesleriyle giderimi ve biyorejenerasyonu

Bu çalışmada, parasetamol (PAR) ve karbamazepinin (CBZ), toz aktif karbon (TAK) ile adsorpsiyon, desorpsiyon ve biyorejenerasyonu araştırılmıştır. Biyorejenerasyon çalışmalarına paralel olarak kontrol amaçlı, ilaç aktif maddesinin biyodegradasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Abiyotik ortamda gerçekleştirdiğimiz adsorpsiyon deneylerinde adsorban olarak ahşap bazlı toz aktif karbon kullanılmış olup, her iki maddenin uygun temas süresi ve uygun TAK dozu ile adsorpsiyonu yüksek verimle (>%99) gerçekleşmiştir. Desorpsiyon deneyleri abiyotik ortamda 25oC'de gerçekleştirilmiş olup, her iki madde için yüksek desorpsiyon verimi elde edilememiştir. Her iki madde için aynı aktif karbon kullanıldığı için maddenin fizikokimyasal özelliğine bağlı olarak PAR'ün konsantrasyon gradyanı ile gerçekleşen kümülatif desorpsiyon verimi (%26,3) CBZ'e (%5,4) göre daha yüksek bulunmuştur. Bu sonuç, maddenin tersinirliği adsorban özelliği dışında adsorbatın özelliğine de bağlı olduğunu göstermiştir. Biyorejenerasyon çalışmalarında, ilaç aktif maddesiyle yüklenmiş toz aktif karbonun biyorejenere edilebilirliliği üç farklı çamur yaşında araştırılmıştır. Hastane atıksuyu ile beslenen membran biyoreaktör (MBR) sisteminden alınan biyokütle ile gerçekleştirilen biyorejenerasyon deney sonuçlarına göre, PAR'ün SRT 10 gün'deki biyorejenerasyon verimi %17,3, SRT 30 gün'deki biyorejenerasyon verimi %26,8, SRT 60 gün'deki biyorejenerasyon verimi %20,1 olarak, CBZ ise SRT 10 gün'deki biyorejenerasyon verimi %11,5, SRT 30 gün'deki biyorejenerasyon verimi %29,3, SRT 60 gün'deki biyorejenerasyon verimi %26,2 olarak bulunmuştur. Bu sonuçlar, 30 gün çamur yaşının biyorejenerasyon için optimum çamur yaşı olduğunu göstermiştir. CBZ'in desorpsiyon verimi çok düşük olduğu için, CBZ'in biyorejenerasyonu esas olarak hücre dışı enzimlerin etkisi ile gerçekleşmiştir. PAR'ün biyorejenerasyonu ise hem konsantrasyon gradyanı hem hücre dışı enzimlerin etkisi ile gerçekleşmiştir. Sonuçlar, tersinir olmayan bileşiklerin de aktif hücre dışı enzimler sayesinde biyorejenerasyonun mümkün olduğunu göstermiştir. Bu nedenle, hücre dışı enzimlerin aktif olmasında çamur yaşının çok önemli bir faktör olduğu öngörülmüştür. Havalı ve havasız ortamda yürütülmüş olan biyodegradasyon çalışmalarında PAR, her iki ortamda yüksek miktarda (>%98) parçalanabilmektedir. CBZ ise, havalı ortamda %30-40 civarında biyolojik olarak parçalanabilirken, havasız ortamda parçalanamamaktadır. Bu sonuçlar, mikroorganizmaların aktif olduğu her koşulda PAR'ın kolay parçalanabildiğini göstermektedir. Biyolojik olarak parçalanmaya dirençli olan CBZ'in parçalanabilirliği çamur yaşına bağlı olarak gerçekleşmektedir.