Een goedkope, eenstapsmethode om het angstmedicijn Diazepam uit gerecycled water en afvalwater te verwijderen, het gebruik van titaniumdioxide-nanovezels is ontwikkeld door onderzoekers onder leiding van professor Vinod Kumar Gupta van de Universiteit van Johannesburg. Diazepam wordt wereldwijd gebruikt en is lid van de benzodiapezine-geneesmiddelengroep.

Geneesmiddelen op recept zoals diazepam glippen vaak door traditionele afvalwaterzuiveringsinstallaties. Deze fabrieken zijn niet ontworpen om de duizenden verschillende geneesmiddelen die wereldwijd worden gebruikt, te verwijderen. Naarmate het drugsgebruik toeneemt, legale en illegale geneesmiddelen komen in het milieu terecht via gezuiverd afvalwater en afvalwater dat vrijkomt bij de productie van geneesmiddelen.

"Bestaande processen die diazepam en andere medicijnen op grote schaal uit afvalwater kunnen verwijderen, zijn duur, tijdrovend, inefficiënt, of alle drie. Sommige verbruiken ook veel energie in meerdere stappen, of gebruik giftige en gevaarlijke verbindingen die onvriendelijk zijn voor het milieu, " zegt prof Gupta, van de afdeling Toegepaste Chemie van de universiteit.

"Ook, Diazepam is op traditionele wijze niet eenvoudig uit het afvalwater te verwijderen. Het is gedeeltelijk oplosbaar en heeft een kleine deeltjesgrootte. Voor efficiënt, gerichte verwijdering, geavanceerde hybride nanomaterialen nodig zijn, " hij zegt.

Overal gebruikt

Benzodiazepinegeneesmiddelen worden over de hele wereld gebruikt voor angststoornissen, als anticonvulsiva en anti-epileptica, en voor terminaal zieke mensen als onderdeel van de lijst van essentiële geneesmiddelen van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO). Op de WHO-lijst staan ​​onder meer Diazepam, eerst op de markt gebracht als Valium, evenals Midozolam en Lorazepam. Alle drie zijn psychoactieve drugs, die van invloed zijn op de manier waarop een persoon denkt en voelt.

diazepam, die verslavend kunnen zijn, is beschikbaar in meer dan 500 merken wereldwijd. Het is een veel misbruikt receptgeneesmiddel geworden.

in 2017, een team onder leiding van een onderzoeker van de New York State University, kondigde een nieuwe methode aan om gelijktijdig te testen op 89 legale neuropsychiatrische geneesmiddelen en illegale drugs in ongefilterd afvalwater en zoet water. Diazepam en verschillende andere benzodiapezinen zijn opgenomen in de lijst.

Ook, in 2017, een overzicht van zeven psychoactieve drugs, en in welke mate ze in het aquatisch milieu voorkomen, werd gepubliceerd door Rio de Janeiro State University (UERJ). De review analyseerde onderzoek over Diazepam en vijf andere benzodiapezines.

De onderzoekers ontdekten dat de aanwezigheid en concentratie van psychoactieve drugs (zoals Diazepam) ongeveer hetzelfde is in behandeld afvalwater en onbehandeld afvalwater. Ze ontdekten dat lage-inkomenslanden het zwaarst worden getroffen. Ook, in oppervlaktewater, psychoactieve drugs waarop werd getest, waren "meestal binnen het bereik dat meetbare toxische effecten veroorzaakte in ecotoxiciteitstests."

Terwijl de wereld snel verstedelijkt, stadsbevolking groeit aanzienlijk in korte tijdschalen. In sommige regio's betekent dit dat de zoetwatervoorraden beperkter worden. In Kaapstad, Zuid-Afrika, bewoners vrezen de op handen zijnde Day Zero, wanneer de autoriteiten de kranen moeten dichtdraaien omdat er te weinig water in de dammen en reservoirs van de stad achterblijft.

Naarmate de mogelijkheden van een stad voor zoet water beperkter worden, hergebruik van afvalwater, zelfs voor drinkdoeleinden, wordt een belangrijkere optie. Echter, voor een stad in een ontwikkelingsland, het verwijderen van geneesmiddelen uit afvalwater moet op een efficiënte, kosteneffectieve manier. Het behandelde water kan dan in kleine hoeveelheden weer worden toegevoegd aan de watervoorziening van de stad, zoals al wordt gedaan in Orange County, Californië, Singapore en Perth.

sneller, goedkopere afvalwaterzuivering

"Het implementeren van deze waterbehandeling in gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallaties moet relatief snel en eenvoudig zijn, " zegt prof Gupta.

Titaniumdioxide-nanovezels verwijderen Diazepam en verwante medicijnen op een gerichte manier tijdens het fotokatalytische afbraakproces. De vezels kunnen worden gebruikt als filters in gemeentelijke of industriële zuiveringsinstallaties, hij zegt.

"Het filter en scherm zullen bestaan ​​uit hybride nanomaterialen die zeer efficiënt zijn in het verwijderen van schadelijke farmaceutische en andere anorganische en organische onzuiverheden uit gemeentelijk en industrieel afvalwater, " zegt co-auteur Dr. Ali Fakhri van de afdeling Scheikunde aan de Islamitische Azad Universiteit, Teheran, Iran. "We gebruiken een aangepaste hydrothermische productiemethode, die een dicht ketennetwerk van holle vezels produceert. De vezels zijn verknoopt en stabiel, er is dus een laag risico dat vezels in het gezuiverde afvalwater terechtkomen."

De nanovezels kunnen worden gebruikt om industriële kleurstoffen en andere organische verontreinigende stoffen te verwijderen, ook. Echter, ze moeten eerst enkele belangrijke parameters op de vezelstructuur optimaliseren, hij zegt.

Prof Gupa zegt, "Het proces om de vezels te maken is ook eenvoudig en kosteneffectief. We plannen een proeffabriek aan de Universiteit van Johannesburg om deze nanovezels te produceren. Elk aspect van de proeffabriek is gepland om de vervuiling door nanovezels voor het milieu te minimaliseren.

"Later wordt de proefinstallatie gevolgd door een demonstratie afvalwaterzuiveringsinstallatie, om te laten zien hoe nanotechnologie een reeks farmaceutische onzuiverheden efficiënt kan verwijderen, snel, en tegen lage kosten."