Highlight Activities 2026: Synergistic functions of copper-based nanomaterials modified granular activated carbon: antibacterial activity, antibiotics adsorption, and impact of preceding chlorination on antibiotic resistance genes removal in tertiary treated hospital effluents

RESEARCH HIGHLIGHT | งานวิจัยเด่น

ความมีประสิทธิภาพในหลายด้านของถ่านกัมมันต์แบบเม็ดที่ดัดแปลงด้วยวัสดุนาโนทองแดง:ฤทธิ์ต้านแบคทีเรีย การดูดซับยาปฏิชีวนะ และผลของการเติมคลอรีนก่อนบำบัดต่อการกำจัดยีนดื้อยาปฏิชีวนะในน้ำทิ้งจากโรงพยาบาลที่ผ่านการบำบัดขั้นตติยภูมิ

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

🔬 Research Highlight

งานวิจัยนี้ประเมินประสิทธิภาพและกลไกของถ่านกัมมันต์แบบเม็ด (granular activated carbon; GAC) ที่ดัดแปลงด้วยวัสดุนาโนทองแดงต่อการดูดซับยาปฏิชีวนะและสารทุติยภูมิ รวมถึงความมีฤทธิ์ของยาปฏิชีวนะ และผลของการเติมคลอรีนก่อนการบำบัดต่อการลดลงของยีนดื้อยาปฏิชีวนะ (antibiotic resistance genes; ARGs) และแบคทีเรียดื้อยาปฏิชีวนะ (antibiotic-resistant bacteria; ARB) ในน้ำทิ้งที่ผ่านการบำบัดด้วยคอลัมน์แบบ Fixed-bed  ผลการทดลองพบว่าการเคลือบ GAC ด้วยโครงข่ายโลหะอินทรีย์ (metal-organic frameworks; MOFs) ที่มีส่วนประกอบทองแดง ได้แก่ GAC-CuBDC และ GAC-CuNH₂BDC มีประสิทธิภาพในการต้านแบคทีเรียสูงกว่า GAC ที่ปรับหมู่ฟังก์ชัน (–COOH และ –NH₂) และ GAC ที่เคลือบด้วยออกไซด์ของทองแดง (CuO และ Cu₂O)  โดยกำจัดแบคทีเรียทั้งแกรมลบ (E. coli) และแกรมบวก (S. aureus) ได้ 100% ซึ่งเทียบเท่ากับการลดลง 5.5 และ 5.1 log ตามลำดับ  ที่น่าสังเกตคือ GAC-CuBDC สามารถยับยั้งการเจริญของแบคทีเรียทั้งหมดและที่น่าจะเป็นPseudomonas sp. ในตัวอย่างน้ำทิ้งจากโรงพยาบาลจนตรวจไม่พบ  อย่างไรก็ตามสารอินทรีย์ละลายน้ำในน้ำทิ้งสามารถลดประสิทธิภาพการต้านแบคทีเรีย จึงต้องเพิ่มอัตราส่วนของแข็งต่อของเหลวจาก 4 เป็น 8 g/L เพื่อให้ยับยั้งได้ 100%  ตัวดูดซับ GAC-CuBDC ที่ชอบน้ำมีประสิทธิภาพสูงในการดูดซับสารตัวกลางที่เกิดจาก penicillin G, ampicillin, ceftazidime, และ ciprofloxacin  สารตัวกลางที่พบในน้ำทิ้งซึ่งผ่านการเติมคลอรีนถูกกำจัดได้ง่ายกว่าสารตัวกลางในน้ำทิ้งที่ไม่ได้เติมคลอรีน  ความสามารถในการดูดซับ penicillin G, ceftazidime, และ ciprofloxacin  บน GAC-CuBDC ใกล้เคียงกับ GAC ที่ไม่ได้ดัดแปลง ในขณะที่การดูดซับ ampicillin ของ GAC-CuBDC สูงกว่า GAC ที่ไม่ได้ดัดแปลงถึงสองเท่า  กลไกการดูดซับยาปฏิชีวนะบน GAC-CuBDC อาจประกอบด้วยพันธะไฮโดรเจนและอันตรกิริยา π–π ซึ่งเกี่ยวข้องกับหมู่ –NH และวงแหวน nitroaromatic ของยาปฏิชีวนะ โดยเกิดร่วมกับหมู่ฟังก์ชันที่เป็นกรดของ GAC ร่วมกับพันธะไฮโดรเจนที่ปลายด้าน –OH ของทองแดงใน CuBDC  การให้น้ำทิ้งจากโรงพยาบาลไหลผ่านคอลัมน์แบบ fixed-bed ที่บรรจุ GAC-CuBDC สามารถลด ARGs ภายในเซลล์และ ARB ได้  อย่างไรก็ตามการมีคลอรีนอาจช่วยส่งเสริมการเจริญของ P. aeruginosaและรบกวนการลด ARGs และ ARB บางชนิด หลังการบำบัดขั้นตติยภูมิด้วยคอลัมน์ GAC-CuBDC

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

🌍 Sustainable Development Goals (SDGs) เป้าหมายที่

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

📚 Reference

Sompornpailin, D., Ratanatawanate, C., Sangsanont, J. et al. Synergistic functions of copper-based nanomaterials modified granular activated carbon: antibacterial activity, antibiotics adsorption, and impact of preceding chlorination on antibiotic resistance genes removal in tertiary treated hospital effluents. J Environ Health Sci Engineer 24, 42 (2026). https://doi.org/10.1007/s40201-026-01007-w