Atıksularda antibiyotiklerin tespiti ve gideriminin araştırılması

Abstract

Bu çalışmanın amacı Türkiye'de en çok kullanılan ilaç grubu olan antibiyotiklerin arıtma tesislerinde mevsimlere bağlı olarak konsantrasyonlarının tespitini yapmak; farklı kademelerdeki giderim oranlarını belirlemektir. Antibiyotik konsantrasyonlarının tayini için kütle spektrofotometresinde metot geliştirmekte çalışmanın dolaylı amacı olmuştır. Tüm bunların haricinde mevcut arıtma tesislerinde giderimi nihayetlendirilemeyen antibiyotikler için laboratuvar ölçekli alternatif proses geliştirilmiştir. Patojenlere zarar veren her türlü kimyasal maddeye antibiyotik denilmektedir. Antibiyotikler kimyasal ve yapısal özelliklerine göre betalaktamlar, florokinolonlar, makrolidler, tetrasiklinler, sülfonomidler, trimetoprimler, ve diğer antibiyotikler olarak sınıflandırılmaktadır. Antibiyotiklerin vücuttan metabolize edilmeden atılma oranları %10- %90 arasında değişmektedir. Bu nedenle dışkı veya idrar yoluyla atılan antibiyotikler, kanalizasyona karışmaktadır ve kentsel atıksu arıtma tesislerine ulaşmaktadır. Özellikle mikrokirletici gideriminin gündemde olduğu günümüz şartlarında, evsel atıksuların arıtımında uygulanan konvansiyonel yöntemlerde, antibiyotik giderim performansının bilinmesi ve tesis planlarının giderim verimleri göz önünde bulundurularak yapılması önem arz etmektedir. Türkiye'de yazılan her 10 reçetenin 7'sinde antibiyotik bulunduğu ve birçok bakteri türünün antibiyotiklere karşı gösterdiği direncin ülkemiz genelinde çok yüksek olduğu bilinmektedir. Tüm ilaç tüketimi arasında antibiyotikler, ülkemizde son 6 yıldır ilk sırada bulunmaktadır. Son yıllarda antibiyotik tüketiminin fazlalığı birçok kez vurgulanmış olmasına rağmen, su matrisinde antibiyotik konsantrasyonlarının tespiti ve antibiyotiklerin tespit edilmesine yönelik analiz yönteminin oluşturulmasına dair kapsamlı bir çalışma maalesef bulunmamaktadır. Bu tez çalışması ile ülkemizde bu konudaki boşluk doldurulacaktır. Tez kapsamında yapılan çalışmada Türkiye'de en çok kullanılan antibiyotikler satış değerleri üzerinden belirlenerek, 6 farklı grup üzerinde çalışılması gerektiği kanaati oluşmuştur. İstanbul bölgesinde iki farklı kademede arıtma yapan arıtma tesisinden ve bir üniversite hastahanesi atıksu kanalından alınan numunelerde antibiyotik tayini ve arıtma tesislerinde giderim etkinliği incelenmiştir. 6 farklı grup antibiyotiğin analizleri için kromotografik metot oluşturulmuştur. Çalışmanın diğer ayağında ise senetik ve gerçek atıksu kullanarak nanofiltrasyon membranlar ile sözkonusu antibiyotiklerin giderimleri araştırılmıştır. İstanbul Üniversitesi Çapa Tıp Fakültesi kanalizasyon kanalından alınan numunelerde bir yıl boyunca mevsimsel olarak; antibiyotik konsantrasyonları izlenmiş olup, Paşaköy İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi giriş ve çıkış atıksuyu, ile Tuzla İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi giriş atıksuyu, biyolojik arıtma çıkışı ve ileri biyolojik atıksu çıkışından 24 saatlik kompozit numunler alınarak bir buçuk yıl süreyle mevsimsel olarak antibiyotik konsantrasyonları izlenmiş olup, arıtma tesisinde antibiyotiklerin giderimleri tespit edilmiştir. Antibiyotik giderimleri, antibiyotik konsantrasyonlarına ve atıksu işletme proseslerine bağlı olarak oldukça değişkenlik göstermekte olup betalaktam grubu antibiyotiklerin tümü ve tetrasiklin arıtma tesisinde genellikle %100 oranında giderildiği görülmüştür. Klaritromisin, linkomisin levofloksasin, siprofloksasin, trimetoprim, antibiyotiklerinin giderim etkinliğinin mevcut arıtma tesislerinde oldukça düşük olduğu tespit edilmiştir. Bu yüzden 1,5 yıl süren izleme calışması sonucunda biyolojik arıtma tesislerinde giderimi pek mümkün olmayan florokinolon, linkosamid, makrolid ve trimetoprim grubu antibiyotik etken maddelerinin; oda sıcaklığında belirli işletme şartlarında, 250 µg/L ve 1000 µg/L'lik ultrasafsu ile hazırlanmış sentetik çözeltilerden 5 farklı ticari nanofiltrasyon (NF) membranı (NFCK, NFDK, ESNA, NF90, NF270) kullanılarak giderimleri araştırılmıştır. Sentetik ve gerçek atıksu ile yapılan çalışmaların sonucunda nanofiltrasyon membranlarının arıtma tesisinde giderimi mümkün olmayan antibiyotikleri etkin bir biçimde giderebildiği tespit edilmiştir. Sonuç olarak giderimi konvansiyonel arıtma yoluyla mümkün olmayan antibiyotiklerin, alıcı ortamlardaki mikroorganizmalara zarar vermemesi ve dolaylı olarak insanlara ulaşan antibiyotik döngüsündeki antibiyotik miktarını azaltmak için arıtma tesisi çıkış suyuna nanofiltrasyon prosesi uygulanması, günümüzde optimal bir çözüm gibi görünmektedir.