The assessment of the treatment efficiency of wastewater containing high concentration of anti-infectives

Szacuje się, że niemal 70% wyprodukowanych obecnie leków przeciwinfekcyjnych jest wykorzystywanych w hodowli zwierząt. Leki te i/lub ich metabolity są wprowadzane do środowiska wraz z odchodami zwierząt. Zwiększa to ryzyko rozprzestrzeniania się mikroorganizmów lekoopornych i stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia ludzi. Z tego powodu obecne w odpadach leki przeciwinfekcyjne powinny być usuwane i rozkładane do substancji nieaktywnych przeciwdrobnoustrojowo. Celem pracy była ocena skuteczności wybranych procesów degradacyjnych wykorzystywanych do oczyszczania ścieków. Ocenie poddano procesy fotokatalityczne (homegeniczne i heterogeniczne), proces Fentona, elektrokoagulację, ozonowanie oraz biodegradację aerobową. Jako kryterium przyjęto efektywność degradacji oraz mineralizacji czterech wybranych leków przeciwinfekcyjnych (ampicyliny, doksycykliny, tylozyny i sulfatiazolu) oraz zmiany ekotoksyczności produktów ich degradacji. W badaniach wykorzystano technikę HPLC oraz pomiary stężeń ogólnego węgla organicznego metodą Langego. Zmiany ekotoksyczności roztworów wodnych zawierających leki i produkty ich rozkładu wyznaczano względem wyselekcjonowanych mikroorganizmów środowiskowych (test MARA ®) oraz mikroorganizmów nieselekcjonowanych (z rzeki i z oczyszczalni ścieków).It is estimated that nearly 70% of the produced anti-infectives are used in animal husbandry. These drugs and/or their metabolites are released into the environment with the faeces of animals. It may increase the risk of the spread of drug-resistant microbes and can pose a serious threat to human health. Therefore, the anti-infectives residuals present in wastes should be removed and decomposed to substances having no antimicrobial activity. The aim of our study was to assess the efficiency of the selected degradation processes, i.e. the photocatalytic processes (homogeneous and heterogeneous), the Fenton’s process, the electrocoagulation, the ozonolysis and the aerobic biodegradation, used in wastewater treatment. The degradation and mineralization levels of four anti-infectives drugs (i.e., ampicillin, doxycycline, tylosin and sulfathiazole) and changes in the ecotoxicity of their degradation products have been used as criteria for the assessment. HPLC technique and a measurement of total organic carbon (TOC) concentrations (Lange's method) were used in the experiments. Changes in the ecotoxicity of aqueous solutions containing anti-infectives drugs and their degradation products were determined in relation to the selected environmental microorganisms (MARA® assay) and unselected microorganisms (from rivers and wastewater treatment plants)