GAČR: Pokročilé oxidační procesy pro odstranění antivirotik z odpadních vod

GAČR: Tým Lenky McGachy vyvíjí pokročilé oxidační procesy pro odstranění antivirotik z odpadních vod

Tým vedený Lenkou McGachy z Ústavu chemie ochrany prostředí VŠCHT Praha se věnuje vývoji efektivních metod pro odstraňování antivirotik z vodního prostředí pomocí pokročilých oxidačních procesů (AOPs) na bázi peroxymonosíranu (PMS) a kyseliny peroctové (PAA). Tento výzkum je součástí projektu financovaného Grantovou agenturou České republiky (GA ČR 26-23628S) a jeho cílem je objasnit mechanismy degradace léčiv a vliv běžně se vyskytujících solí (halogenidů) na účinnost odstranění antivirotik a toxicitu vznikajících produktů.

Čemu se bude tým dr. McGachy věnovat?

Tým dr. McGachy se zaměří na řešení problému znečištění vod antivirotiky, konkrétně látkami Arbidol a Zidovudin, které se kvůli své stabilitě a širokému užívání (např. při chřipce či HIV) dostávají do životního prostředí. Hlavní princip výzkumu spočívá ve studiu pokročilých oxidačních procesů (AOPs), které využívají peroxymonosíran (PMS) a kyselinu peroctovou (PAA). Klíčovou novinkou je zkoumání vlivu aktivace těchto oxidantů nejen teplem, ale především pomocí halogenidů (chloridů, bromidů, jodidů), které jsou v odpadních vodách běžně přítomny. Cílem je pochopit, jak tyto soli ovlivňují reakční cesty a zda mohou proces čištění zefektivnit, aniž by vznikaly nebezpečné vedlejší produkty transformace antivirotik.

Používané technologie v rámci výzkumu

Výzkum využívá kombinaci moderních analytických a experimentálních metod. Pro sledování kinetiky transformací léčiv a identifikaci vznikajících meziproduktů slouží vysokoúčinná kapalinová chromatografie s diodovým polem (HPLC-DAD) a hmotnostní spektrometrií (HPLC-MS/MS). K detailnímu pochopení reakčních mechanismů a rozlišení mezi radikálovými a neradikálovými ději tým využívá EPR spektroskopii. Nedílnou součástí je hodnocení toxicity pomocí biologických testů (např. luminiscenční testy na Vibrio fischeri, testy na řasách) a počítačové predikce toxicity (modely QSAR, program ECOSAR). Pro teoretické objasnění reakčních drah jsou využívány kvantově-chemické výpočty (DFT) a kinetické modelování v softwaru COMSOL.

Potenciální aplikace a přínos

Vyvíjené postupy cílí na efektivnější eliminaci mikropolutantů z odpadních vod tak, aby se zabránilo jejich průniku do povrchových vod a zdrojů pitné vody, kde by mohly vyvolávat vznik rezistentních virových kmenů nebo toxické účinky na vodní organismy. Projekt přináší zásadní poznatky o tom, jak „chemická realita“ odpadních vod (přítomnost solí, pH, teplota) ovlivňuje účinnost oxidačních procesů. Výsledky umožní navrhnout cílené strategie čištění, které minimalizují vznik toxických halogenovaných vedlejších produktů.