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Effects of Psychoactive Pharmaceuticals in Wastewater on Electricity Generation in Microbial Fuel Cells
Clean - Soil Air Water ( IF 1.5 ) Pub Date : 2022-01-15 , DOI: 10.1002/clen.202100027 Dilan Akagunduz 1 , Rumeysa Cebecioglu 1 , Fatih Ozen 2 , Murat Ozdemir 2 , Hakan Bermek 3 , Nevzat Tarhan 4, 5 , Ayla Arslan 6 , Tunc Catal 1, 7
Clean - Soil Air Water ( IF 1.5 ) Pub Date : 2022-01-15 , DOI: 10.1002/clen.202100027 Dilan Akagunduz 1 , Rumeysa Cebecioglu 1 , Fatih Ozen 2 , Murat Ozdemir 2 , Hakan Bermek 3 , Nevzat Tarhan 4, 5 , Ayla Arslan 6 , Tunc Catal 1, 7
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Antidepressants accumulate in the aquatic environment due to human wastes. “Here, microbial fuel cell (MFC) technology is investigated as a candidate for elimination of antidepressants introduced into environment via human wastewaters.” Human urine containing selective serotonin reuptake inhibitors (paroxetine) and serotonin-norepinephrine reuptake inhibitors (venlafaxine, O-desmethylvenlafaxine (ODV)) are used as substrates in MFCs. Electricity production by the MFCs is monitored while simultaneous drug degradation is analyzed using liquid chromatography-tandem mass spectrometry. When the human urine samples containing drugs (10 or 50 ng drug per mL) are treated in MFCs, electricity production decreases in response to increasing drug concentrations. Upon addition of drugs-containing urine, chemical oxygen demand removal capacity of MFCs decreases from 54% to 37%. Mass spectrometry results show that drugs are degraded at a rate of 10 ng mL−1 per hour for paroxetine, 11 ng mL−1 per hour for venlafaxine, and 16 ng mL−1 per hour for ODV, i.e., 94% of paroxetine, 66% of venlafaxine, and 48% of ODV is cleared in 9 h of treatment. In conclusion, MFC exhibits great potential in elimination of paroxetine, venlafaxine, and ODV from wastewater. These results can help to develop sustainable strategies to combat antidepressant pollution.
中文翻译：
废水中的精神活性药物对微生物燃料电池发电的影响
由于人类排泄物，抗抑郁药在水环境中积累。“在这里，微生物燃料电池（MFC）技术被研究作为消除通过人类废水引入环境的抗抑郁药的候选者。” 含有选择性5-羟色胺再摄取抑制剂（帕罗西汀）和5-羟色胺-去甲肾上腺素再摄取抑制剂（文拉法辛，O-去甲基文拉法辛 (ODV)) 用作 MFC 中的底物。监测 MFC 的发电量，同时使用液相色谱-串联质谱法分析同时的药物降解。当含有药物的人体尿液样本（每毫升 10 或 50 ng 药物）在 MFC 中处理时，发电量会随着药物浓度的增加而降低。添加含药尿液后，MFCs 的化学需氧量去除能力从 54% 降至 37%。质谱分析结果表明，帕罗西汀的药物降解速率为每小时10 ng mL -1 ，文拉法辛为每小时 11 ng mL -1，而文拉法辛为每小时 16 ng mL -1ODV 每小时清除率，即 94% 的帕罗西汀、66% 的文拉法辛和 48% 的 ODV 在治疗 9 小时内被清除。总之，MFC 在消除废水中的帕罗西汀、文拉法辛和 ODV 方面表现出巨大的潜力。这些结果有助于制定可持续战略来对抗抗抑郁药污染。
更新日期：2022-01-15
中文翻译：
废水中的精神活性药物对微生物燃料电池发电的影响
由于人类排泄物，抗抑郁药在水环境中积累。“在这里，微生物燃料电池（MFC）技术被研究作为消除通过人类废水引入环境的抗抑郁药的候选者。” 含有选择性5-羟色胺再摄取抑制剂（帕罗西汀）和5-羟色胺-去甲肾上腺素再摄取抑制剂（文拉法辛，O-去甲基文拉法辛 (ODV)) 用作 MFC 中的底物。监测 MFC 的发电量，同时使用液相色谱-串联质谱法分析同时的药物降解。当含有药物的人体尿液样本（每毫升 10 或 50 ng 药物）在 MFC 中处理时，发电量会随着药物浓度的增加而降低。添加含药尿液后，MFCs 的化学需氧量去除能力从 54% 降至 37%。质谱分析结果表明，帕罗西汀的药物降解速率为每小时10 ng mL -1 ，文拉法辛为每小时 11 ng mL -1，而文拉法辛为每小时 16 ng mL -1ODV 每小时清除率，即 94% 的帕罗西汀、66% 的文拉法辛和 48% 的 ODV 在治疗 9 小时内被清除。总之，MFC 在消除废水中的帕罗西汀、文拉法辛和 ODV 方面表现出巨大的潜力。这些结果有助于制定可持续战略来对抗抗抑郁药污染。
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