Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/9097
Title: Ανίχνευση φαρμακευτικών ουσιών και μελέτη της απομάκρυνσης αυτών σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας υγρών αποβλήτων
Other Titles: Detection of pharmaceuticals and study of their removal in wastewater treatment plants
Authors: Κουκούμης, Χρήστος
Keywords: Φαρμακευτικές ουσίες
Υγρά απόβλητα
Περιβάλλον
Εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων (ΕΕΛ)
Keywords (translated): Pharmaceuticals
Wastewater
Environment
Q-TOF LC/MS
Wastewater treatment plants (WWTP)
Abstract: Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία αναπτύχθηκε μια πολύ-υπολειμματική μέθοδος για τον προσδιορισμό και τη μελέτη της τύχης και απομάκρυνσης των φαρμακευτικών ουσιών από τις εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων (ΕΕΛ). Για το σκοπό αυτόν δείγματα λήφθηκαν το χρονικό διάστημα Μαΐου 2014 – Ιανουαρίου 2015 για την ανίχνευση των υπολειμμάτων 12 φαρμακευτικών ουσιών που ανήκουν σε διαφορετικές θεραπευτικές ομάδες. Αυτά είναι φάρμακα μη στεροειδή αντιφλεγμονώδη (ακεταμινοφαίνη / παρακεταμόλη, ιβουπροφαίνη), αντιβιοτικά (αζιθρομυκίνη, κλαριθρομυκίνη), στατίνες / υπολιπιδαιμικοί παράγοντες (ατορβαστατίνη), H2 ανταγωνιστές της ισταμίνης / αντιόξινα (ρανιτιδίνη, ομεπραζόλη), αντιυπερτασικά (ατενολόλη), διουρητικά (φουροσεμίδη, υδροχλωροθειαζίδη), αντιεπιληπτικά (καρβαμαζεπίνη) και ψυχοδιεγερτικά (καφεΐνη). Οι επιλεγμένες μονάδες δειγματοληψίας της τρέχουσας μελέτης είναι οι ΕΕΛ του Δήμου Πατρών (Πάτρα, Δυτική Ελλάδα) (ΕΕΛ1) και του Γενικού Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου Πατρών (Ρίο, Δυτική Ελλάδα) (ΕΕΛ2). Η πιο συνήθης τεχνική εκχύλισης που εφαρμόζεται στην προεπεξεργασία υγρών περιβαλλοντικών δειγμάτων είναι η εκχύλιση στερεάς φάσης (SPE), η οποία και χρησιμοποιήθηκε για την απομόνωση και προσυγκέντρωση των προσδιοριζόμενων ουσιών. Τα δείγματα αναλύθηκαν έπειτα μέσω ενός συστήματος υγρής χρωματογραφίας υπερυψηλής απόδοσης συζευγμένο με ένα τετραπολικό φασματόμετρο μάζας με ανιχνευτή «χρόνου πτήσης» (Ultra High Performance Liquid Chromatography coupled to a Quadrupole Time-Of-Flight Mass Spectrometer, UHPLC/QTOF-MS). Η ταυτοποίηση και επιβεβαίωση των αναλυτών βασίστηκε στην οδηγία 2002/657/EΚ της Ευρωπαϊκής Ένωσης, η οποία αναφέρεται στην επίδοση των αναλυτικών μεθόδων και την ερμηνεία των αποτελεσμάτων τους. Ολόκληρη η μέθοδος αξιολογήθηκε με όρους μέτρησης της ορθότητας (ανάκτηση δειγμάτων) και της πιστότητας (επαναληψιμότητα, αναπαραγωγιμότητα) σε δυο διαφορετικά επίπεδα φόρτισης σε εμβολιασμένα υδατικά εκχυλίσματα. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε εκτίμηση των ορίων ανίχνευσης και ποσοτικοποίησης της μεθόδου (LOD, LOQ) για κάθε μία προσδιοριζόμενη ουσία, καθώς και η επίδραση της μήτρας κατά τον ιοντισμό τους. Για την ποσοτικοποίηση των δειγμάτων εφαρμόστηκε η μέθοδος εσωτερικού προτύπου. Με βάση τις αναλύσεις των δειγμάτων, όλες οι επιλεγμένες ουσίες έχουν ανιχνευτεί σ’ αυτά. Συγκεκριμένα, οι μέσες συγκεντρώσεις των παραπάνω φαρμακευτικών ουσιών στην ΕΕΛ1 κυμάνθηκαν μεταξύ 0,31 – 230 μg/L στην είσοδο και μεταξύ 0,03 – 0,49 μg/L στην έξοδο, ενώ στην ΕΕΛ2 οι αντίστοιχες συγκεντρώσεις κυμαίνονται μεταξύ 0,56 – 316 μg/L και 0,2 – 3,8 μg/L, αντίστοιχα. Τέλος, τα ποσοστά απομάκρυνσης των φαρμακευτικών ουσιών από τις δυο εγκαταστάσεις έδειξαν ότι οι συμβατικές τεχνικές που χρησιμοποιούνται στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων δεν επαρκούν για την πλήρη απομάκρυνση των περισσότερων φαρμακευτικών ουσιών με συνέπεια την συνεχόμενη παροχέτευσή τους στο υδάτινο περιβάλλον.
Abstract (translated): In this work, a multi-residue method for the determination of pharmaceuticals and a study of their fate and removal from wastewater treatment plants (WWTPs) was developed. For this purpose, wastewater samples were collected the period May 2014 – January 2015 to investigate the residues of 12 pharmaceuticals belonging to various therapeutic categories. These were non steroidals / anti-inflammatories pharmaceuticals (acetaminophen / paracetamol, ibuprofen), antibiotics (azithromycin, clarithromycin), statins / hypolipidemic agents (atorvastatin), histamine H2-receptor antagonists (ranitidine), antihypertensives (atenolol), psychomotor stimulants (caffeine), antiulcers (omeprazole), antiepileptics (carbamazepine) and diuretics (furosemide, hydrochlorothiazide). The selected areas of the study were the municipal and hospital wastewater treatment plants (WWTPs) of Patras city, located in Western Greece. The most common extraction technique applied to the pretreatment of liquid environmental samples is solid-phase extraction (SPE), which was used for the isolation and pre-concentration of the target analytes. The samples were screened using an Ultra High Performance Liquid Chromatography coupled to a Quadrupole Time-Of-Flight Mass Spectrometer (HPLC-QTOF/MS) system. Identification and confirmation of analytes was based on Directive 2002/657/EC of the European Union, which refers to the performance of analytical methods and the interpretation of their results. The overall process was evaluated in terms of measurement of trueness (sample recovery) and precision (repeatability, reproducibility) in two different concentration levels in spiked aqueous extracts. In addition, method detection and quantitation limits (LOD, LOQ) for each analyte, as well as matrix effects during the ionization process were estimated. For the quantitation of the samples internal standard calibration was applied. The results of the analysis confirmed the occurrence of all selected target analytes in wastewater samples. In particular, mean concentrations in the municipal WWTP ranged between 0,31 – 230 μg/L in the influent and between 0,03 – 0,49 μg/L in the effluent. In the hospital WWTP mean concentrations ranged between 0,56 – 316 μg/L and 0,2 – 3,8 μg/L, respectively. Finally, the removal rates of pharmaceu-ticals from the two facilities demonstrated that conventional techniques used in the wastewater treatment plants are not sufficient for the complete removal of most pharmaceuticals resulting in consecutive discharge in the aquatic environment.
Appears in Collections:Τμήμα Χημικών Μηχανικών (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ΜΔΕ ΚΟΥΚΟΥΜΗΣ Χ. (Τελική Έκδοση).pdf3.21 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons