إستخدام الأكسدة الكهروكيميائية Electrochemical Oxidation في التصنيع الدوائي وحماية النظم البيئية

نشرت مقالة عام 2021 من قبل جورجيوس بامبوس، أثناسيا بيتالا، وزاكاريا فرونتيستيس، في مجلة  Environments تحت عنوان “الاتجاهات الحديثة لإزالة الأدوية من الماء باستخدام الأكسدة الكهروكيميائية”. تتناول المقالة البحثية تطبيقات الأكسدة الكهروكيميائية لإزالة الملوثات الصعبة، وخاصة الأدوية، من البيئات المائية، نظرًا لتأثيراتها السلبية على صحة الإنسان والنظم البيئية حتى عند تواجدها بتراكيز منخفضة.

تناولت الدراسة عدة أدوية مثل الكاربامازيبين، السلفاميثوكسازول، التتراسيكلين، الديكلوفيناك، والإيبوبروفين. وشرحت المقالة كيفية تفاعل الأدوية مع مواد الكاثود في الخلايا الكهروكيميائية لإزالة هذه المركبات، وكيفية تعزيز هذه العملية عبر الجمع مع طرق بيولوجية أو فيزيائية-كيميائية.

محتوى الدراسة

1. كفاءة إزالة الأدوية: أظهرت النتائج أن عملية الأكسدة الكهروكيميائية كانت فعالة للغاية في تحطيم ملوثات الأدوية مثل الكاربامازيبين، السلفاميثوكسازول، التتراسيكلين، الديكلوفيناك، والإيبوبروفين، حيث استخدمت مواد مثل الكربون المنشط المدمج وثلاثي أكسيد الثاليوم-أنتيمون لتحقيق إزالة بنسبة تصل إلى 100٪ لبعض الأدوية خلال فترة زمنية قصيرة.
2. تأثير المتغيرات التشغيلية: تم اختبار تأثير عدة متغيرات مثل كثافة التيار والتركيز الأولي للأدوية ونوع الإلكتروليت. وأظهرت الدراسة أن استخدام Na₂SO₄ كإلكتروليت زاد من فعالية التحلل، خصوصًا عند تطبيق تيار كهربائي معتدل.
3. تفاعل الأدوية المختلفة: تم اختبار إزالة مزيج من الأدوية المختلفة باستخدام نظام أكسدة كهروكيميائي متكامل مع معالجة بيولوجية. أظهرت النتائج كفاءة عالية في إزالة أدوية مثل البيزافيريبريت والجيمفيبروزيل عند دمج هذه العمليات.
4. تحليل المخلفات السامة: لم تقتصر الدراسة على التحلل فقط، بل شملت أيضًا تقييم المنتجات الثانوية الناتجة عن عملية الأكسدة للتأكد من خلوها من السمية. تبين أن هناك انخفاضًا كبيرًا في السمية بعد التحلل الكامل لبعض الأدوية، مثل التتراسيكلين.

الاختبارات

أجريت تجارب باستخدام مواد أنودية متعددة، مثل الألماس المخدر بالبورون، لتحسين كفاءة إزالة الأدوية والتقليل من الحاجة إلى تفاعلات كيميائية ثانوية قد تُنتج مواد سامة إضافية. أثبتت هذه المواد الأنودية فعاليتها في تحسين كفاءة الأكسدة وتقليل الأثر البيئي السلبي للملوثات الدوائية.