Talajvizek szerves mikroszennyezőinek eltávolítása oxidációs technikákkal

Átírás

1 Talajvizek szerves mikroszennyezőinek eltávolítása oxidációs technikákkal Dencső Márton Környezettudomány MSc. Témavezetők: Prof. Dr. Záray Gyula Dobosy Péter

2 Mikroszennyezők a környezetünkben µg/l koncentrációban jelen lévő szennyezők Szervetlen Szerves Peszticidek Gyógyszermaradványok Szénhidrogének: Klórbenzolok

3 A klórbenzolok MCB 1,3-DCB Fp.: 133 C Fp.: 173 C 1,2-DCB 1,4-DCB Fp.: 183 C Fp.: 174 C A képek forrása:

4 Hatások, határértékek Miért kell eltávolítani a klórbenzolokat a vizekből? Perzisztensek, a vizi élővilágra toxikusak Határértékek* FAV-re: MCB: 1 µg/l DCB: 0,5 µg/l * 6/2009. (IV. 14.) KvVM-EüM-FVM együttes rendelet

5 A perszulfát használata a vízkezelésben Perszulfát (S 2 O 2-8 ) SO 4 * -, OH* Előnyei: zavaró hatások jelenlétében stabil Hátrányai: aktiváció technológiai kérdések Aktiváció Hőmérséklet Átmeneti fém

6 Célkitűzés Négy klórbenzolszármazék eltávolításának vizsgálata nagytisztaságú ionmentes vízből készült modell-, valamint talajvízből, perszulfát oxidálószer alkalmazásával. Kezdeti klórbenzol koncentráció hatása az eltávolításra. Különböző oxidálószer koncentrációk hatása a klórbenzol eltávolítására. Talajvízből történő mérések

7 Előnyei Oldószermentes Dúsít Hátrányok Melléktermékek kimutatása Sérülékeny Az SPME technika Supelco PDMS Forrás:

8 Oxidációs kezelés - Extrakció A minták perszulfát kezelése 60 C-on termosztálva, kevertetve 10, 20, 30, 50 ppm perszulfát Egy óra kezelési idő Extrakció Öt perc extrakció SPME technikával Gőztér (HS) analízis

9 Mérőrendszer felépítése Bruker SCION SQ 436 GC-MS készülék He mozgófázis Analitikai oszlop: 30 m*0,25 mm, 1 µm filmvastagságú kapilláris MS üzemmód: SCAN Hőmérséklet program: Injektor: 250 C Detektor: 300 C 60 C 1 percig 10 C/perc 160 C

10 Négy különböző klórbenzolt együttesen ppb koncentrációban tartalmazó modelloldat kromatogramja NIST

11 Négy különböző klórbenzolt komponensenként ppb koncentrációban tartalmazó modelloldatok perszulfát kezelése Eltávolítás [%] ppm ppm 30 ppm 50 ppm MCB 1,2-DCB 1,3-DCB 1,4-DCB A MCB és az 1,4-DCB

12 Eltávolítás [%] Négy különböző klórbenzolt együttesen ppb koncentrációban tartalmazó modelloldat perszulfát kezelése ppm ppm 30 ppm 50 ppm MCB 1,2-DCB 1,3-DCB 1,4-DCB

13 Eltávolítás [%] Négy különböző klórbenzolt együttesen ppb koncentrációban tartalmazó modelloldat perszulfát kezelése ppm 20 ppm 30 ppm 50 ppm MCB 1,2 DCB 1,3 DCB 1,4 DCB

14 ppb kórbenzolokkal addicionált talajvíz eredményei

15 Összefoglalás, konklúzió Legjobb eltávolítási hatásfokok 50 ppm perszulfát esetén: 56%, 36%, 33%, 50% A komponensenként és együttesen addicionált minták közötti hasonlóság. A kezdeti klórbenzol koncentráció nem befolyásolja lényegesen az eltávolítást. A talajvíz esetében mátrix hatás. Paraméterek finomítása.

16 Köszönöm a figyelmet! Köszönetnyílvánítás: Prof. Dr. Záray Gyula Dobosy Péter Farsang Evelin Rutterschmid Dóra Vizsolyi Éva Cseperke

17 Kérdések Mivé bomlik az MCB és a DCB a perszulfát kezelés hatására? Nem okoznak-e további környezeti ártalmakat a kapott termékek? Milyen vegyületek megjelenésére (klórbenzolokból és mátrixból) számít valós minták esetén a perszulfátos kezelés eredményeként, s azok milyen kockázatot hordoznak?

18 Válaszok I. 1. Cikk (LOU, 2013): Klórfenolok 2. Cikk (BONI és SBAFFONI, 2012): Nem keletkeztek a kezelés során károsabb melléktermékek (ökotox. vizsgálatok alapján) ((PA SPME? Perszulfát + H2O2 (BLOCK et al., 2004) (Forrás: LOU, 2013) /fenol>klórbenzol>benzol>hexán>cikrohexán>lindán/

19 Válaszok II. Forrás: AURORA és BAE, 2014

20 Válaszok III. Technológia dehalogénezés mikrohullám + ZVI fotokatalitikus H2O2 fenton (SO4-sók) perszulfát I. Termék fenol, benzokinon benzol teljesen végbement klórfenlolok, klórbenzokinon benzol, fenol, klórfenol klórfenolok perszulfát II. - perszulfát III. - A. avenae Teljes lebontás