Adsorption and advanced oxidation processes, especially photocatalysis, are amongst the most common water treatment methodologies. Unfortunately, using each of these techniques independently does not fully eliminate the pollutants of diverse nature, which are present in wastewater. Here, an avenue for multifunctional materials for water treatment is opened by reporting for the first time the preparation, characterization, and study of the properties of a novel multifunctional nanocomposite with both adsorption and visible-light-driven photocatalysis abilities. These multifunctional nanocomposites, namely iron (II, III) oxide/poly(N-isopropylacrylamide-co-methacrylic acid)/silver-titanium dioxide (Fe3O4/P(NIPAM-co-MAA)/Ag-TiO2), are prepared by combining magnetic polymeric microspheres (Fe3O4/P(NIPAM-co-MAA)) with silver-decorated titanium dioxide nanoparticles (Ag-TiO2 NPs). Cationic dyes, such as basic fuchsin (BF), can be adsorbed by the nanocomposites thanks to the carboxylic groups of Fe3O4/P(NIPAM-co-MAA) microspheres. Concomitantly, the presence of Ag-TiO2 NPs endows the system with the visible-light-driven photocatalytic degradation ability toward antibiotics such as ciprofloxacin (CIP) and norfloxacin (NFX). Furthermore, the proposed nanocomposites show antibacterial activity toward Escherichia coli (E. coli), thanks to the presence of silver nanoparticles (Ag NPs). Due to the superparamagnetic properties of iron (II, III) oxide nanoparticles (Fe3O4 NPs), the nanocomposites can be also recycled and reused, after the cleaning process, by using an external magnetic field.

Solar-driven photocatalysis is of great interest in terms of a sustainable use of energy and its application in wastewater treatment. The UV light-driven photogeneration of H2O2 by solar irradiation is an advanced strategy for the treatment of bacteria and recalcitrant pollutants in wastewater, but suffers from low efficiencies. In this work, a solar-driven multifunctional nanocomposite consisting of Tm3+ upconverting nanoparticles, poly(vinyl alcohol), poly(acrylic acid) and hydroxylated sulfonated poly(ether ether ketone) was prepared. The components were crosslinked via a heating treatment at 170 °C, resulting in a non-leaching porous material. This nanocomposite exhibited excellent adsorption ability (89 % in 150 min) toward a 100 mg/L ciprofloxacin aqueous solution and proved to photodegrade it (50 %) upon 4 h artificial solar irradiation, exploiting photon upconversion processes. Moreover, an 80 % bactericidal effect against E. coli was registered upon sunlight irradiation. Altogether, these results suggest the feasibility of a solar-driven wastewater treatment based on upconverting nanoparticles.

Hintergrund: Zahlreiche Studien haben den therapeutischen Nutzen von systemischem Antibiotika in der Behandlung schwerer Parodontitis gezeigt. Bisher ist allerdings noch nicht geklärt, welches antibiotische Behandlungkonzept das Geeignetste ist. Daher sollen in einer randomisierten, klinischen Blindstudie zwei verschiedene, systemische Antibiotika adjuvant zur konventionellen, instrumentellen Behandlung von Patienten mit rapid progressiver Parodontitis (RPP) miteinander verglichen werden. Material und Methode: 33 Patienten mit klinisch und radiologisch gesicherter RPP-Diagnose wurden auf 2 Gruppen verteilt: (1) AM-Gruppe (n=17): 500 mg Amoxicillin und 250 mg Metronidazol (3*/ Tag - 10 Tage), (2) D-Gruppe (=16) 200mg Doxycyclin am 1.Tag und 100mg Doxycyclin 13 Tage. Zu Beginn erhielten alle Patienten 3* eine professionelle Zahnreinigung, und anschlie§end Scaling und Wurzelglättung unter Lokalanästhesie in 2 Sitzungen. 3 Monate später wurde ein Recall und die Antibiose durchgeführt. Im Abstand von jeweils 3 Monaten erfolgten 2 weitere Recallsitzungen. Nach erfolgreicher Mundhygieneinstruktion und zu allen Recallsitzungen wurden alle klinischen Parameter wie Taschentiefe, relatives Attachmentlevel und das Bluten bzw. Pus nach Sondieren mit der Florida probe eruiert. Die Bestimmung 8 verschiedener Parodontalpathogene wurde mit dem DNS-Sondentest von Meridol durchgeführt. Die mikrobiologischen Proben wurden mit sterilen Papierspitzen an den vier tiefsten Taschen vor der Antibiose und zu den anschlie§enden Recalls entnommen und mit der Gensondentechnik im Labor der Wybert GmbH elmex Forschung, Lörrach, analysiert. Zur Bestimmung des IL-1-Genpolymorphismus wurde venöses Blut in der 1. Sitzung abgenommen. Die Auswertung erfolgte mit dem GenoType(R) PRTest (Hain Diagnostika GmbH). Ergebnisse: Die klinischen Parameter zeigen sowohl durch die konservative als auch durch die antibiotisch adjuvante Therapie eine signifikante klinische Verbesserung (p / Background: Several studies have shown a therapeutical benefit from systemic antibiotics in the treatment of severe periodontitis. However, it has not yet been layed down which concept of antibiotic treatment is the best. Therefore the purpose of this study is to compare two different systemic antibiotics adjunctive to a conventional, mechanical treatment of patients with rapidly progressive periodontitis (RPP) in a randomised, blinded, clinical trial. Material and methods: 33 patients with a clinically and radiographically confirmed diagnosis of RPP were distributed in two groups: (1) AM-group (n=17): 500 mg amoxicillin and 250 mg metronidazole (3*/ d - 10days), (2) D-group (=16) 200mg doxycyclin on the 1st day and 100mg doxycyclin for 13days. In the beginning the patients received 3* professional tooth cleaning, and subsequently scaling and root planning under local anaesthesia in two sessions. 3 months later a recall visit and the antibiotic regimen were carried out. In 3 months-intervals another 2 recall visits were performed. After successfull oral hygiene instructions and during all recall visits all clinical parameters like pocket depths, relative attachment level, and bleeding and pus on probing were evaluated with the Florida probe. The determination of 8 different periodontal pathogens was performed with the DNS-Sondentest of Meridol. Before the antibiotic treatment and during the following recall visits the microbiological samples were taken from the 4 deepest pockets with sterile paper points and analysed by PCR-technique in the laboratory of Wybert GmbH elmex Forschung, Lörrach. To determine the IL-1 genetic polymorphism venous blood samples were taken in the first session. The analysis was done by GenoType(R), PRTest (Hain Diagnostika GmbH). Results: The clinical parameters show a significant clinical improve by the conservative as well as by the adjunctive antibiotic treatment (p

No description available.

No description available.

No description available.

No description available.

Spridning av läkemedelsrester och andra prioriterade mikroföroreningar i miljön har uppmärksammats och stor oro väckts kring problematiken. Bland observationer som forskare har noterat till följd av antibiotika, hormoner och läkemedel i vattenmiljöer är bland annat bakteriell resistens, könsbyte och sterilitet hos fisk och groddjur. Persistenta föroreningar som per- och polyfluor alkalysyror (PFAS) bryts inte heller ner i naturen och mikroskräppartiklar kan anrikas i vattendrag och orsaka negativa effekter på vattenlevande organismer. Gemensamt för mikroföroreningar är att dessa förekommer oftast i små halter och kan härstamma från olika mänskliga aktiviteter. Avloppsreningsverk (ARV) är inte primärt anpassade för att avskilja mikroföroreningar utan främst för att avlägsna kväve, fosfor och organiskt material. Uppströmsarbete är inte heller tillräckligt effektivt för att avlasta reningsprocessen vilket medför att mängden mikroföroreningar ökar i vattenmiljöer och sätter ytterligare påtryckningar på ARV. Utmaningar som ARV står inför idag med nya mikroföroreningar och förekomsten av dessa i miljön har väckt frågor både nationellt och internationellt. Stockholm Vatten och Avfalls (SVOA) beslut att implementera membranbioreaktor (MBR) på Henriksdals reningsverk av porstorleken 0,04 μm är en åtgärd för att rusta upp inför framtida hydrauliska volymer men även potentiella striktare reningskrav. Fördelen med MBR-processen är att den förhindrar föroreningar som förekommer partikulärt att passera membranen och på så sätt hindras skadliga ämnen att passera reningsprocessen. I dagsläge saknas krav på ARV att rena avloppsvatten från de flesta mikroföroreningar. Det förväntas dock att kommande lagstiftning omfattar läkemedel och andra organiska föroreningar. I detta projekt undersöktes mikroföroreningar i form av läkemedelsrester, antibiotika, hormoner, PFAS och mikroskärp i en MBR-process samt förekomsten av adsorberbara och extraherbara organiska halogener (AOX, EOX) som potentiellt bildas under rengöring av membranen till följd av reningsprocessen. Resultat från detta projekt med MBR-processen visade en generell högre reduktion av prioriterade mikroföroreningar i avloppsvatten än tidigare undersökningar på konventionella ARV, med undantag för några substanser som visade på en liknande sämre reduktion. Läkemedlen diklofenak, oxazepam, citalopram med flera visade på en sämre reduktion och lika så för antibiotikumen clindamycin, claritomycin och erytromycin där reduktionen var negativ och visade på en återkommande trend. Östrogena hormoner reducerades i reningsprocessen och likaså för mikroskräp där 60 partiklar/m3 mikroplast av porstorleken större än 300 μm passerade membranen. Mikroplast av en porstorlek i intervallet mindre än 300 men större än 50 μm passerade 140 partiklar/m3 membranen. För AOX och EOX var halten i MBR-processen typiska och i nivå med tidigare undersökningar genomförda på konventionella ARV. Eftersom membranen inte kan avskilja partiklar på molekylnivå visades sig även att det passerade fortfarande mikroföroreningar som undersöktes. En slutsats från detta projekt är att endast ett få tal ämnen reducerades helt medan majoriteten av de prioriterade mikroföroreningarna reducerades delvis i avloppsvatten. För att kunna reducera dessa prioriterade mikroföroreningar i reningsprocessen ytterligare om striktare reningskrav skulle bli aktuella krävs vidare efterbehandling efter MBR-processen. / Release of pharmaceutical residues and other emerging substances in the environment has been highlighted and raised a great concern regarding the issue. Among observations that scientists have noted as a result of antibiotics, hormones and pharmaceutical residues in the aquatic environment are bacterial resistance, sex change and sterility in fish and batrachians. Persistent pollutants such as perfluorinated-alkylated substances (PFAS) are also not degraded in nature, and microscopic debris particles can be enriched in aquatic systems and cause adverse effects on aquatic organisms. The common aspect with these substances is that they usually occur in small quantities and can derive from different human activities. Wastewater treatment plants (WWTP) are not primarily designed to separate emerging substances of concern (ESOC), but primarily to remove nitrogen, phosphorus and particulate organic matter. Upstream work is also not sufficiently effective to relieve the purification process, which means that the amount of pollutants increases in aquatic environments and puts additional pressure on the WWTP. The challenges facing WWTP today with ESOC and their presence in the environment has raised issues both nationally and internationally. Stockholm Vatten och Avfall (SVOA) decision to implement a membrane bioreactor (MBR) with poresize of 0,04 μm at Henriksdal WWTP is a step to prepare for future hydraulic volumes, but also potentially stricter treatments requirements regarding ESOC. The advantage of the MBR process is that it prevents contaminants that appear to be particulate to pass the membranes and end up in the receiving waters. Today, WWTP are not required to treat wastewater in order to remove pharmaceutical residues, antibiotics, hormones, PFAS or microscopic debris particles. However, it is expected that future legislations will include pharmaceuticals and other organic pollutants. In this project, ESOC such as pharmaceutical residues, antibiotics, hormones, PFAS and microscopic debris in the MBR-process are studied as well as the presence of adsorbable and extractable organic halogens (AOX, EOX) that are possibly formed during the cleaning or maintains of the membranes. Results from this study showed a higher general reduction of the studied ESOCs in wastewater with the MBR-process than previous studies in conventional WWTP, except of some substances that showed a poor reduction. Pharmaceuticals such as diclofenac, oxazepam and citalopram showed a weak reduction as well as the antibiotics clindamycin, clarithromycin and erythromycin where they showed a higher outcome levels than the incoming to the treatment process. Estrogenic hormones were reduced in the purification process as well as microplastics where only 60 particles/m3 of pore size higher than 300 μm passed the membranes. Microplastics of the pore size smaller than 300 and larger than 50 μm were detected to 140 particle/m3 in the effluent water. For AOX and EOX, the level of MBR process showed typical values and were in line with previous studies on conventional ARV. However, since the membranes cannot treat contaminants at molecular level, it was also shown that some ESOC that were studied bypassed the treatment process. A conclusion from this project is that only a few numbers of substances were fully reduced while the majority of ESOCs were partially reduced in wastewater. In order to reduce further ESOCs and in case of stricter treatment were to be applied, additional post-treatment is also needed for the MBR process.

In mehrfaktoriellen 2 x 2 x 4 Untersuchungen im Zeitraum vom 7. - 28. Lebenstag und in Bilanzversuchen vom 15. - 20. Lebenstag mit männlichen Broilerküken (Cobb 500) wurden die Effekte der Versuchsfaktoren Zerkleinerung (Hammermühle vs. Walzenstuhl), thermische Behandlung (Konditionierung bei 70°C vs. Konditionierung/Expandierung 100°C) und Zusätze von Zink-Bacitracin bzw. Roxazym G2 (ohne Zusatz, mit Zink-Bacitracin 50 mg, mit Roxayzm G2 150 ppm und deren Zusatzkombination A+E) sowie die Interaktionen untersucht. Als Kriterien dienten die Parameter Futterverzehr, Lebendmassezunahme, Futteraufwand, Nährstoffansatz und -verwertung, ileale Verdaulichkeit von ausgewählten Aminosäuren, Proteinverwertung/Proteinqualität und Umsetzbarkeit der Energie. Die Versuchstiere erhielten ab dem 7. Lebenstag die entsprechenden Versuchsmischungen. Der Gehalt an XP und MEn aller Versuchsmischungen war einheitlich (XP 21,7% und MEn 12,3 MJ/kg Futter). Die Lysinversorgung wurde auf 90 % unter der optimalen Bedarfsdeckung in allen Futtermischungen limitiert. Die Auswirkungen der Versuchsfaktoren lassen sich wie folgt zusammenfassen: - Zerkleinerung : Die Zerkleinerungstechnologie mit dem Walzenstuhl übte einen signifikanten Einfluss auf den Futterverzehr (-3,5 %) und Futteraufwand (-2,8 %) gegenüber der Zerkleinerung mit der Hammermühle aus. Die Nährstoffverwertung (XP und Energie) zeigten durch Walzenstuhl-Zerkleinerung tendenzielle Verbesserungen. Die ileale Lysinverdaulichkeit blieb unverändert, die ileale Verdaulichkeit von Threonin und Met+Cys wurde signifikant erhöht. Die Walzenstuhl-Zerkleinerung führte zu einer besseren Futterstruktur und zu einer höheren Nährstoffdichte in den Pellets. Das wird deutlich durch die höhere N-Aufnahme bzw. N-Bilanz sowie durch gesteigerte N-Verwertungsparameter und einen erhöhten Gehalt an N-korrigierter umsetzbarer Energie (MEn). - Thermische Behandlung : Durch erhöhte Hitzeapplikation mit dem Expander konnten in der vorliegenden Arbeit hinsichtlich der Leistungsparameter, Nährstoffansatz und -verwertung keine Unterschiede gegenüber der Konditionierung festgestellt werden. Die Expandierung führte zu einer signifikant erhöhten ilealen Lysinverdaulichkeit, die durch die gemessene Lysinwirksamkeit im Bilanzversuch jedoch nicht widergespiegelt wurde. Auch signifikant niedrigere N-Bilanz und physiologische Proteinnutzwerte (PNu) sowie die tendenzielle Verringerung der N-Verdaulichkeit und des Gehaltes an umsetzbarer Energie deuten auf eine negative Wirkung der intensiveren thermischen Behandlung durch Expandieren hin. Hierzu sind weitere klärende Untersuchungen notwendig. - Futterzusätze: Durch die alleinige Supplementierung mit dem Antibiotikum Zink-Bacitracin oder NSP-spaltenden Enzym Roxazym G2 bzw. deren Kombination reagierten Mastleistung und Futterverwertung signifikant positiv. Während der Effekt der Enzymzulagen bei Nährstoffverwertung und ilealer Verdaulichkeit ausgewählter Aminosäure signifikant höher gegenüber der unsupplementierten Gruppe war, blieb ein Effekt von Zink-Bacitracin hinsichtlich dieser Parameter aus. Der Effekt der Zusatzkombination war bei Mastleistung, Nährstoffansatz und -verwertung und bei der ilealen Verdaulichkeit der ausgewählten Aminosäuren gegenüber der Kontrolle oder dem alleinigen Zusatz signifikant höher. Das deutet auf einen synergistischen Effekt der gleichzeitigen Applikation der beiden Additive hin. Die N-Verwertung einschließlich des Gehalts an N-korrigierter scheinbar umsetzbarer Energie lag nach alleiniger Applikation von Zink-Bacitracin unerwartet signifikant niedriger gegenüber den anderen Zusätzen bzw. tendenziell gegenüber der Kontrolle. Die Gehalte an scheinbar umsetzbarer Energie (AMEn) waren deutlich durch den Enzymzusatz allein oder in Kombination mit Zink-Bacitracin erhöht. -Interaktionen: Die Abhängigkeit der Versuchsfaktoren voneinander im Mastversuch war nicht stark ausgeprägt. Die Zerkleinerung in Verbindung mit anschließender thermischer Behandlung führte zur Beeinflussung der Futterverzehrsdaten. Danach verbesserten die Verfahrenskombinationen Hammermühle x Konditionierung oder Walzenstuhl x Expandierung bedingt durch einen erhöhten Futterverzehr die Lebendmassezunahme und den Nährstoffansatz signifikant. Hinsichtlich der ilealen Aminosäurenverdaulichkeit zeigten die Futterzusätze eine Abhängigkeit von der Behandlung bzw. Zerkleinerung und Behandlung. Die Enzymzulage allein oder in Kombination mit Zink-Bacitracin zeigte stärkere Effektivität in Verbindung mit der thermischen Behandlung durch Expandieren.

This work is based on the occurrence of drug residues in the environment. This study is focused on the development and optimization methods for determination of selected drugs in the surface water, aquatic sediment and sewage sludge from waste water treatment plant. From the group of drugs were chosen antibiotics. Antibiotics presented in the environment can cause adverse effects including toxic effects, immunity disorders and indirect bioalteration effects. Sulfonamide antibiotics, which are used in the treatment of urinary and respiratory tract infections as well as in the treatment of other infectious diseases, were chosen as a target compounds. Three optimized analytical methods for determination of sulfonamide antibiotics were developed. For the optimization of extraction were tested: solid phase extraction, pressurized solvent extraction, microwave extraction and ultrasonic extraction. For the final analysis was used liquid chromatography with two detectors - diode array detector and mass spectrometer. These optimized methods were applied for the analysis of real samples. The surface water and sediment samples were collected from two Moravian rivers (the Svratka river and the Svitava river). Samples of sewage sludge were collected from waste water treatment plant Brno-Modřice. Fish samples from the Svratka river were also collected. It was observed that all the selected sulfonamide antibiotics are present in real sediment samples (ug.kg-1). Simultaneously presence of some target analytes in real surface water (ug.l-1) and in sewage sludge (ug.kg-1) samples has been confirmed. In samples of surface water from the Svitava river and in fish samples sulfonamide antibiotics were not detected or their concentrations were below the limit of detection.