Adszorbeálható szerves halogén vegyületek koncentráció változásának vizsgálata kommunális szennyvizek eltérő módszerekkel történő fertőtlenítése során

Átírás

1 Eötvös Loránd Tudományegyetem Analitikai Kémiai Tanszék Adszorbeálható szerves halogén vegyületek koncentráció változásának vizsgálata kommunális szennyvizek eltérő módszerekkel történő fertőtlenítése során Turcsán Edit környezettudományi szak Témavezető: Dr. Barkács Katalin adjunktus

2 Bevezetés AOX = Adszorbeálható szerves halogének: összegparaméter, vízminőség ellenőrzés AOX fogalmának bevezetése 1976-ban, sokszor helytelen használat, kezdetben csak a valóban adszorbeálódott vegyületekre alkalmazzák pl. a diklór-difenil-triklór-etánra (DDT) és metabolitjaira, illetve a poliklórozott bifenilekre (PCB) AOX vegyületek keletkezése: oxidatív eljárások során (klór, ózon, nátrium-hipoklorit, klórdioxid, kálium-permanganát, hidrogén-peroxid ) keletkeznek nagy mennyiségben környezetbe kerülő AOX vegyületek 50 %-a a papír- és cellulózgyártásból származik [1] MÜLLER G., (2003): Sense or no-sense of the sum parameter for water soluble adsorbable organic halogens (AOX) and absorbed organic halogens (AOX-S18) for the assessment of organohalogens in sludges and sediments, Chemosphere 52,

3 Irodalmi áttekintés Mérési módszer: coulometria (csak klór, jód, bróm); gázkromatográf; plazmaemissziós spektrometria (klór és fluor) Nemzetközi és magyar szabvány alapján EN 1485 ISO 9562: 2004 Mérési feltételek a szabvány alapján 10 µg/l-nél nagyobb legyen a minta AOX tartalma a minta szervetlen klorid tartalma 1 g/l-nél kisebb, az oldott szerves széntartalom (DOC) 10 mg/l-nél kisebb élő sejteket tartalmazó minták savanyítása ph < 2 alá Lebegőanyag tartalmú minták esetén is alkalmazható [2] AURAS (2001): Ingenieurgesellschaft für aktive Umweltberatung, Risikoanalyse und Sicherheit mbh, Hohe AOX Gehalte im Klärschlamm, [3] Muranyi R., Cserfalvi T. (2007): High Performance Microcoulometry; Materials Science Forum Vols (2007) pp

4 Mérés körülményei Vizsgált minták: Dél-pesti Szennyvíztisztító Telep klórozás előtti és utáni elfolyó vize laboratóriumi körülmények között kétféle oxidáló, koagulálóflokkuláló eljárással kezelt kommunális szennyvíz Vizsgálati módszerek: MPN (most probable number = legvalószínűbb csíraszám) MSZ EN ISO 6222: 2000 Mikrobiológiai Tanszék kloridion koncentráció argentometriás titrálással MSZ TOC (teljes szerves széntartalom) vizsgálat Multi N/C 2100S készülékkel MSZ EN 1484: 1998

5 Minta-előkészítés (1) Folyadék mintákhoz AP 2P oszlopos előkészítő egység Jellemzők: két párhuzamos minta előkészítése kettős adszorpciós oszlop csatlakoztatási lehetősége minta- és öblítő térfogat ml közt változtatható minta- és öblítő térfogat, illetve áramlási sebesség (3 ml/perc) elektronikus vezérelése minta mágneses kevertetése

6 Minta-előkészítés (2) Minták hígításához, az ionerősség, ph beállító oldatok elkészítéséhez ioncserélt desztillált víz teljes szerves széntartalmának (TOC) ellenőrzése A vakminta a minták összetételével azonos módon előkészített A laboratórium levegőjének ellenőrzése (1,0 8,9 µg Cl / 50 mg) Méréshez használt aktív szén szennyezettségének ellenőrzése (n=3) mért Cl átlaga (µg/ 50 mg) 1. gyárilag előkészített 5,4 ± 0,2 2. általam készített, bontás után közvetlenül 0,8 ± 0,1 3. általam készített, bontás után 2 hónappal 2,0 ± 0,7 4. általam készített, bontás után 7 hónappal 3,2 ± 1,0 5. általam készített, bontás után 11 hónappal 3,9 ± 0,4

7 A multi X 2000 AOX analizátor; Analytik Jena AG

8 A készülék működési elve

9 Minta-előkészítési módszer kidolgozás (1) Minta megnevezése AOX ± SD (mg/l) DOC ± SD (mg/l) Eredeti Szorpciót követő klórozás előtti elfolyó víz 245,6 ± 20,4 16,2 2,4 ± 1,0 klórozás utáni elfolyó víz 268,4 ± 20,8 14,9 3,0 ± 0,5 kémiailag kezelt (1) 303,2 ± 20,9 13,3 1,6 ± 1,1 kémiailag kezelt (2) 228,0 ± 10,2 13,4 2,7 ± 0,7 kémiailag kezelt (3) 321,2 ± 52,0 13,2 2,4 ± 1,0 Megj.: adszorpció 25 ml mintából, n = 3 klórozás előtti elfolyó víz 238,5 ± 1,3 16,2 <0,1 klórozás utáni elfolyó víz 345,0 ± 14,0 14,9 0,3 kémiailag kezelt (1) 286,6 ± 12,6 13,3 <0,1 kémiailag kezelt (2) 285,1 ± 10,4 13,4 0,4 kémiailag kezelt (3) 263,4 ± 26,0 13,2 <0,1 Megj.: adszorpció duplájára hígított 50 ml mintából, n = 3

10 Minta-előkészítési módszer kidolgozása (2) Minta megnevezése mért Cl átlag ± SD (mg / 50 mg) 1. szén 2. szén 2./1. szén Cl átlag ± SD (%) klórozás előtti elfolyó víz 6,5 ± 0,2 1,8 ± 0,7 28 ± 12 klórozás utáni elfolyó víz 6,4 ± 0,3 1,8 ± 0,4 28 ± 8 kémiailag kezelt (1) 6,8 ± 0,9 1,6 ± 0,7 23 ± 9 kémiailag kezelt (2) 6,0 ± 0,4 1,2 ± 0,1 20 ± 3 kémiailag kezelt (3) 8,2 ± 1,2 1,3 ± 0,1 16 ± 1 Megj.: adszorpció 25 ml mintából, n = 3 klórozás előtti elfolyó víz 5,7 ± 0,3 0,7 ± 0,1 12 ± 1 klórozás utáni elfolyó víz 8,4 ± 0,4 1,0 ± 0,5 11 ± 6 kémiailag kezelt (1) 7,1 ± 0,7 0,6 ± 0,2 8 ± 4 kémiailag kezelt (2) 6,8 ± 0,3 1,1 ± 0,4 16 ± 5 kémiailag kezelt (3) 6,8 ± 1,1 0,6 ± 0,1 9 ± 3 Megj.: adszorpció duplájára hígított 50 ml mintából, n = 3

11 Dél-pesti Szennyvíztisztító Telep elfolyó vizére mért adatok Mintavétel ideje klórozás előtti minta AOX tartalom (mg/l) klórozás utáni minta AOX tartalom (mg/l) ,2 ± 5, ,4 ± 22, ,7 ± 1,7 345,0 ± 24, ,6 ± 12,2 380,9 ± 38, ,6 ± 3,7 158,7 ± 26, ,1 ± 8,1 325,6 ± 6, ,4 ± 4,2 223,5 ± 16,4 Megj.: havonta 1 db 24 órás átlagminta (n=3)

12 AOX tartalom (mg/l) A Dél-pesti Szennyvíztisztító Telep elfolyó vizének kezelésekor mért adatok (1) ,0 15,0 19,4 26,3 Oxidáló vegyszer mennyisége (ppm) eredeti elfolyó víz telepen klórgázzal kezelt laboratóriumban (1)-es oxidáló módszerrel kezelt Megj.: ei átlagminta, n=3

13 AOX tartalom (mg/l) A Dél-pesti Szennyvíztisztító Telep elfolyó vizének kezelésekor mért adatok (2) ,0 6,8 12,8 16,5 Oxidáló vegyszer mennyisége (ppm) eredeti elfolyó víz laboratóriumban (2)-es oxidáló módszerrel kezelt Megj.: ei átlagminta, n=3

14 AOX tartalom (mg/l) A Dél-pesti Szennyvíztisztító Telep elfolyó vizének kezelésekor mért adatok (3) ,0 3,9 13,7 Oxidáló vegyszer mennyisége (ppm) eredeti elfolyó víz telepen klórgázzal kezelt laboratóriumban (2)-es oxidáló módszerrel kezelt Megj.: ei átlagminta, n=3

15 Összefoglalás Kommunális szennyvíz mintákra jól használható az AOX mintaelőkészítési módszer a megfelelő minta mennyiség, hígítás, mérési körülmények megválasztásával (szervetlen Cl és a DOC mennyiségének ellenőrzése) A biológiailag tisztított elfolyó szennyvízminták AOX tartalmát a csíramentesítéshez szükséges telepi klóradag mindig növelte a laboratóriumi kétféle oxidáló módszer alkalmazása (1) növekvő AOX tartalom (2) eredeti elfolyó vízzel megegyező AOX tartalom Alternatív oxidálószer használatával a klórgázas fertőtlenítéshez képest kedvezőbb eredmények

16 Köszönetnyilvánítás Dr. Barkács Katalin Dr. Záray Gyula Analitikai Kémiai és Mikrobiológiai Tanszékek kutatócsoportjai