CC BY
15ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИРОДНЫХ АЛЮМОСИЛИКАТОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД РЫБОЗАВОДОВ ОТ АНТИБИОТИКОВ
Павлюченко Юлия Александровна
студентка, Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток
Соколова Лариса Ивановна
кандидат химических наук, профессор, Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток
Шапкин Николай Павлович
доктор химических наук, профессор, Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток
Study the possibility of using natural aluminosilicates for wastewater treatment by antibiotics Fisheries Pavlyuchenko Julia, Far Eastern Federal University, Vladivostok
Sokolova Larisa, Candidate of Chemical Science, professor, Far Eastern Federal University, Vladivostok Shapkin Nikolai, Doctor of Chemical Sciences, Professor, Far Eastern Federal University, Vladivostok АННОТАЦИЯ
В работе исследована возможность применения сорбентов на основе природного алюмосиликата монтмориллонита для твердофазной экстракции антибиотиков (на примере левомицетина и тетрациклина). Показано, что на необожженном и модифицированном хитозаном монтмориллоните в статическом режиме происходит практически полная сорбция исследуемых антибиотиков. Показана возможность регенерации сорбентов после ТФЭ левомицетина и тетрациклина. Десорбция левомицетина возможна при элюировании подкисленной до рН 2 водой и обработке этиловым спиртом, а тетрациклина - при термической десорбции. ABSTRACT
Ibe possibility of using sorbents based on natural montmorillonite aluminosilicate for solid phase extraction (SPE) of antibiotics (for example, chloramphenicol and tetracycline) was investigate. It is shown that in the unfired and modified chitosan montmorillonite in static mode occurs almost complete sorption of the studied antibiotics. The possibility of regeneration of the sorbents after SPE chloramphenicol and tetracycline. Desorption can chloramphenicol eluted with acidified water to pH 2 and treated with ethyl alcohol, and tetracycline with thermal desorption.
Ключевые слова: монтмориллонит, левомицетин, тетрациклин, твердофазная экстракция. Keywords: montmorillonite, chloramphenicol, tetracycline, solid phase extraction.
Среди лекарственных препаратов, антибиотики -один из наиболее часто используемых классов фармацевтических препаратов. Они используются не только для лечения заболеваний человека, но и в качестве ветеринарных лекарственных средств для стимуляция роста и профилактики заболеваний животных[4]. Наиболее эффективны для этой цели антибиотики с широким спектром действия (тетрациклин, окситетрациклин, хлорамфени-кол) [3,2]. Эти антибиотики относятся к препаратам широкого спектра действия, они обладают высокой активностью в отношении грамм-положительных и грамм-отрицательных бактерий. Хлорамфеникол (левомицетин) и тетрациклин относятся к токсичным веществам; они медленно выводятся из организма и устойчивы в продуктах питания [6].
Для лечения и профилактики заболеваний рыб довольно успешно применяются различные антибиотики (тетрациклин, окситетрациклин, хлорамфеникол, тиамфе-никол, флорфеникол,норфлоксацин, ципрофлоксацин, сульфаметоксазол,салиномицин,эритромицин и т.д). Однако их бесконтрольное применение может привести не только к снижению эффективности препаратов, но и нарушению микробиоценозов. В последние годы антибиотикам в водной среде уделяется большое внимание в связи с их широкомасштабным использованием и долгосрочными побочными эффектами [1].
Для извлечения и концентрирования антибиотиков из различных объектов распространение получил метод твердофазной экстракции с применением сорбентов, на основе природных алюмосиликатов [5]. Многие алюмосиликаты используются для очистки природных и сточных вод от различных загрязняющих соединений.
В Приморском крае промышленно добываются алюмосиликаты: цеолит, вермикулит, монтмориллонит. Монтмориллонит, полученный на основе глины с о.Рус-ский, оказался эффективным для выделения антибиотиков из пищевых продуктов с многокомпонентной матрицей [7,8].
Целью нашей работы является исследование возможности полного извлечения антибиотиков из водной среды, в частности морской воды, что позволит решать задачи не только аналитического определения микроколичеств антибиотиков в водной среде, но и очистки сточных вод рыбозаводов от соединений этого класса. Последнее поможет решить важную проблему сохранения морских экосистем.
Исследовали экстракцию антибиотиков левомицетина и тетрациклина сорбентом монтмориллонитом в трех модификациях: необожженный, обожженный и модифицированный хитозаном. Использовали растворы антибиотиков с концентрацией 0,01 мг/мл. Сорбцию проводили в статическом режиме от 0,5 до 12 часов. Растворы фотометрировали на УФ-спектрометре «UV-mini 1240» Shimadzu. Диапазон используемых длин волн 200-400 нм. Длина кварцевой кюветы 1 см. Для элюирования антибиотиков использовали следующие элюенты: этанол, ацето-нитрил-вода (50:50 об/об.), дистиллированная вода ^H 210), этилацетат, морская вода. Процесс проводили при температуре 25 °С, при нагревании до 100 °С. В последнем случае в качестве элюента использовали воду.
Степень извлечения тетрациклина составила более 90 % для трех модификаций сорбента. Для левомицетина полного извлечения из раствора добиться не удалось. Сте-
пень извлечения левомицетина из раствора при использовании необожженного монтмориллонита составила около 36 %. В случае обожженного сорбента антибиотик сорбировался в меньшей степени, а при использовании модифицированного хитозаном - сорбция составила 59% и более.
Для регенерации сорбентов после проведения ТФЭ левомицетина и тетрациклина использовали различные растворители. Практически полное удаление левомицетина с сорбента происходило при использовании воды, подкисленной до рН 2 хлористоводородной кислотой (0,2 М) и при обработке этиловым спиртом, а тетрациклина - при нагревании сорбента с водой до 100 °С.
Таким образом, в результате проведенных исследований показана возможность применения сорбентов на основе природного алюмосиликата монтмориллонита (необожженного и модифицированного хитозаном) для очистки сточных вод от антибиотика тетрациклина.
Список литературы
1. Antibiotics in typical marine aquaculture farms surrounding Hailing Island, South China: Occurrence, bioaccumulation and human dietary Exposure/ Hui Chen, Shan Liu, Xiang-Rong Xu, Shuang-Shuang Liu, Guang-Jie Zhou, Kai-Feng Sun, Jian-Liang Zhao, Guang-Guo Ying// Marine Pollution Bulletin.-2015.- 90.-S. 181-187.
2. Aquatic toxicity of four veterinary drugs commonly applied in fish farming and animal husbandry/ Marta Kotodziejska, Joanna Maszkowska, Anna Bialk-Bielinska, Stephanie Steudte, Jolanta Kumirska, Piotr Stepnowski, Stefan Stolte// Chemosphere.-2013.- 92.-S.1253-1259.
3. Occurrence, seasonal variation and risk assessment of antibiotics in the reservoirs in North China/ Nan Li,
Xinbo Zhang, Wei Wu, Xinhua Zhao// Chemosphere.-2014.- 111.- S. 327-335.
4. Tissue-specific bioaccumulation of human and veterinary antibiotics in bile, plasma, liver and muscle tissues of wild fish from a highly urbanized region/ Jian-Liang Zhao, You-Sheng Liu, Wang-Rong Liu, Yu-Xia Jiang, Hao-Chang Su, Qian-Qian Zhang, Xiao-Wen Chen, Yuan-Yuan Yang, Jun Chen, Shuang-Shuang Liu, Chang-Gui Pan, Guo-Yong Huang, Guang-Guo Ying// Environmental Pollution.-2015.- 198.- S.15-24.
5. Белюстова,К.О. Определение содержания левомицетина в пищевых продуктах с различной массовой долей жира / К.О.Белюстова, Л.И.Соко-лова//Техника и технология пищевых производств.- 2011.- № 3.-С. 1-5.
6. Кирничная, В.К. Контроль содержания антибиотиков в пищевых продуктах хроматографическими методами/ В.К. Криничная //Пищевая промышлен-ность.-2013.-№8.-С.52-54.
7. Извлечение антибиотиков левомицетина и тетрациклина из продуктов, животного происхождения, с использованием природных алюмосиликатов месторождений Приморского края: Наука, образование, общество: тенденции и перспективы/ Привар Ю.О., Белюстова К.О., Соколова Л.И., Шапкин Н.П.Москва: АР-Консалт, 2014.-67 с.
8. Использование природных алюмосиликатов месторождений Приморского края для выделения антибиотиков (левомицетина и тетрациклина) из пищевых продуктов с многокомпонентной матрицей: Современные тенденции в образовании и науке/ Привар Ю.О.,Белюстова К.О., Соколова Л.И., Шапкин Н.П.- Тамбов: ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2013.-125 с.
ОРГАНИЧЕСКИЕ АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАГЕНТЫ - ЭФФЕКТИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ
В КОНТРОЛЕ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ И ОБЪЕКТОВ
Рудомёткина Татьяна Фёдоровна
кандидат хим. наук, ассистент, Московский государственный Университет им.М.В.Ломоносова, г. Москва
ORGANIC ANALYTICAL REAGENTS AS EFFECTIVE INSTRUMENT IN QUALITY CONTROL OF MATERIALS AND OBJECTS Rudometkina Тatiana, Сandidate of Science, asisstent, M. V. Lomonosov Moscow State University, Moscow
АННОТАЦИЯ
Рассмотрены вопросы использования органических аналитических реагентов в фотометрических методах определения и контроле качества анализа различных материалов и объектов. Достижения теории действия органических реагентов и повышение их эффективности по чувствительности и селективности определения малых концентраций элементов могут быть успешно использованы для оперативного и дешевого контроля качества материалов, не требующего дорогостоящей аппаратуры. В то же время использование реагента ЭДТА, образующего с ионами металлов комплексы с низким светопоглощением, позволяет использовать их для оперативного фотометрического определения высоких концентраций ряда металлов по метрологическим характеристикам не уступающим классическим.
Ключевые слова: органические реагенты, фотометрия, этилендиаминотетраацетаты, оперативность анализа.
ABSTRACT
Particularities concerning the usage of organic analytical reagents for fotometric methods of determination and quality control of various materials and objects have been considered. The progress of theory organic reagents and the increase of thear efficiency realated to selectivitye and sensitivity can be successfully used for cheap and operative quality control of small consentration elements with no need for expensive scientific equipment. Meanwhile, the usage of EDTA-metalcomplexes, with
