NAGYHATÉKONYSÁGÚ OXIDÁCIÓS ELJÁRÁSOK ALKALMAZÁSA PESZTICIDTARTALMÚ VIZEK UTÓKEZELÉSÉRE

Hasonló dokumentumok
Nagyhatékonyságú oxidációs eljárások a szennyvíztisztításban

Farkas János 1-2, Hélène Budzinski 2, Patrick Mazellier 2, Karyn Le Menach 2, Gajdáné Schrantz Krisztina 1-3, Alapi Tünde 1, Dombi András 1

Vízben oldott antibiotikumok (fluorokinolonok) sugárzással indukált lebontása

Vízben oldott antibiotikumok (Fluorokinolonok) sugárzással indukált lebontása

Nagyhatékonyságú oxidációs eljárás alkalmazása a szennyvízkezelésben

XXXVII. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

Vízben oldott antibiotikumok (fluorokinolonok) sugárzással indukált lebontása

SZENNYVÍZKEZELÉS NAGYHATÉKONYSÁGÚ OXIDÁCIÓS ELJÁRÁSSAL

FENILKARBAMID VEGYÜLETEK LEBONTÁSA VIZES KÖZEGBEN IONIZÁLÓ SUGÁRZÁSSAL. Kovács Krisztina

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

67560 azonosító számú

A projekt rövidítve: NANOSTER A projekt időtartama: október december

Klór-benzolos talaj és talajvíz tisztítása

Vízben oldott antibiotikumok (fluorokinolonok) sugárzással indukált lebontása

Ferrát-technológia alkalmazása biológiailag tisztított szennyvizek kezelésére

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

A ferrát-technológia klórozással szembeni előnyei a kommunális szennyvizek utókezelésekor

Adszorbeálható szerves halogén vegyületek kimutatása környezeti mintákból

A fény tulajdonságai

1. Bevezetés. 2. Célkitűzés

Bevezetés. 1. ábra: A fotokémiai reaktor vázlatos rajza. Kísérleti rész. Laboratóriumi fotoreaktor

A projekt rövidítve: NANOSTER A projekt idıtartama: október december

Talajvizek szerves mikroszennyezőinek eltávolítása oxidációs technikákkal

XXXVI. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

Szőke Péter Ádám Környezettudomány szak. Témavezető: Dr. Barkács Katalin

Antibiotikumok lebontása nagyhatékonyságú oxidációs eljárással

Mikrobiológiai üzemanyagcellák szervesanyag-eliminációs hatékonyságának vizsgálata

Fenilkarbamid vegyületek lebontása vizes közegben ionizáló sugárzással

Modern műszeres analitika számolási gyakorlat Galbács Gábor

Környezetvédelmi műveletek és technológiák 4. EA. Víz fertőtlenítése Bodáné Kendrovics Rita Óbudai Egyetem RKK KMI 2010

TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek

Ipari vizek tisztítási lehetőségei rövid összefoglalás. Székely Edit BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

Korszerű eleveniszapos szennyvízkezelési eljárások, a nitrifikáció hatékonyságának kémiai, mikrobiológiai vizsgálata

Kommunális szennyvizek kezelése ferrát-technológiával Gombos Erzsébet Környezettudományi Doktori Iskola III. éves hallgató

Munkagázok hatása a hegesztési technológiára és a hegesztési kötésre a CO 2 és a szilárdtest lézersugaras hegesztéseknél

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

A klórozás hatása a vizek mikrobaközösségeire. Készítette: Vincze Ildikó Környezettan BSc Témavezető: dr. Makk Judit Mikrobiológia Tanszék

Kémiai alapismeretek 6. hét

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

Káplán Mirjana Környezettudomány MSc

UV-sugárzást elnyelő vegyületek vizsgálata GC-MS módszerrel és kimutatásuk környezeti vízmintákban

Nagytisztaságú ózonos víz felhasználása a szőlőültetvényekben

Vízkezelések hatása a baktériumközösségek összetételére tiszta vizű rendszerekben- az ivóvíz

5. Laboratóriumi gyakorlat

SAVANYÚ HOMOKTALAJ JAVÍTÁSA HULLADÉKBÓL PIROLÍZISSEL ELŐÁLLÍTOTT BIOSZÉNNEL

Kémiai reakciók sebessége

Mélységi víz tisztítására alkalmas komplex technológia kidolgozása biológiai ammónium- mentesítés alkalmazásával

Lakossági ózongenerátorok

Klórbenzol lebontásának vizsgálata termikus rádiófrekvenciás plazmában

Szabványos és nem szabványos on-line analitikai i imódszerek

Fizikai kémia és radiokémia labor II, Laboratóriumi gyakorlat: Spektroszkópia mérés

A 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével

E (total) = E (translational) + E (rotation) + E (vibration) + E (electronic) + E (electronic

Curie Kémia Emlékverseny 2018/2019. Országos Döntő 9. évfolyam

Készítette: NÁDOR JUDIT. Témavezető: Dr. HOMONNAY ZOLTÁN. ELTE TTK, Analitikai Kémia Tanszék 2010

Abszorpciós fotometria

Triklór-etilén eltávolításának vizsgálata vizekből nagy hatékonyságú oxidációs eljárással

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

A közeljövő feladatai az ivóvíztisztítás területén

Szervetlen kémia I. kollokvium, (DEMO) , , K/2. Írják fel a nevüket, a Neptun kódjukat és a dátumot minden lapra!

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

Háhn Judit, Tóth G., Kriszt B., Risa A., Balázs A., Nyírő-Fekete B., Micsinai A., Szoboszlay S.

Mi az ÓZON és hogyan hat?

Textíliák felületmódosítása és funkcionalizálása nem-egyensúlyi plazmákkal

GÁZTŰZHELYEK HATÁSA A BELSŐ KÖRNYEZETRE Dr. Kajtár László Ph.D. Leitner Anita

2018/2019. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló KÉMIA. I. KATEGÓRIA Javítási-értékelési útmutató

ROMAVERSITAS 2017/2018. tanév. Kémia. Számítási feladatok (oldatok összetétele) 4. alkalom. Összeállította: Balázs Katalin kémia vezetőtanár

Fiziko-kémiai módszerek a finomkémiai ipar hulladékvizeinek kezelésére

Vizek gyógyszerszennyezőinek eltávolítása nagyhatékonyságú oxidációs eljárásokkal

Természetes vizek szennyezettségének vizsgálata

Biológiai szennyvíztisztítás

Debreceni Egyetem Műszaki Kar Környezet- és Vegyészmérnöki Tanszék

KÖRNYEZETTOXIKOLÓGIA II. a talaj kockázatának kezelésére Gruiz Katalin. Gruiz Katalin - KÖRINFO

Abszorpciós spektroszkópia

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 12 pont

Badari Andrea Cecília

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2009/2010. Kémia I. kategória II. forduló A feladatok megoldása

Grade I és Grade II vízminőséget előállító víztisztító berendezések víztisztító berendezések

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997

Ipari szennyvizek tisztítása fotokatalitikus eljárással. Dr. Zsigmond Ágnes Izoforon Kft. DAOP

2009. február 27. Takács Erzsébet

Anyagvizsgálati módszerek Elektroanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

TCE-el szennyezett földtani közeg és felszín alatti víz kármentesítése bioszénnel

UV-VIS spektrofotometriás tartomány. Analitikai célokra: nm

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Reakciókinetika és katalízis

Szennyvíztisztítás III.

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

1. feladat Összesen: 15 pont. 2. feladat Összesen: 10 pont

Az anyagi rendszerek csoportosítása

A víz fertő tlenítése

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

A szennyvíztisztítás üzemeltetési költségeinek csökkentése - oxigén beviteli hatékonyság értékelésének módszere

KÖRNYEZETI VIZEK SZERVES SZENNYEZŐINEK ELEMZÉSE GC- MS/MS MÓDSZERREL

BIM környezetmérnök M.Sc. Biológiai szennyvíztisztítás

Abszorpciós fotometria

SPEKTROSZKÓPIA: Atomok, molekulák energiaállapotának megváltozásakor kibocsátott ill. elnyeld sugárzások vizsgálatával foglalkozik.

Laboratóriumi technikus laboratóriumi technikus Drog és toxikológiai

Átírás:

NAGYHATÉKONYSÁGÚ OXIDÁCIÓS ELJÁRÁSOK ALKALMAZÁSA PESZTICIDTARTALMÚ VIZEK UTÓKEZELÉSÉRE Arany Eszter 1 Kovács Krisztina 1 Méreg Anett 1 Alapi Tünde 1,2 Farkas János 1,3 Dombi András 1 1 Szegedi Tudományegyetem, Természettudományi és Informatikai Kar, Kémiai Tanszékcsoport, Környezetkémiai Kutatócsoport, Szeged, Rerrich Béla tér 1. H-6720 2 Szegedi Tudományegyetem, Természettudományi és Informatikai Kar, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék, Szeged, Dóm tér 7. H- 6720 3 Université de Bordeaux, Talence, France, 351 cours de la Libération 33405

BEVEZETÉS víztisztítás mikroorganizmusokkal perzisztens szennyezőanyagok a felszíni vizekben, nyomnyi mennyiségben az élő szervezetben akkumulálódhatnak az ökológiai egyensúly megbomlása cukorbetegség, daganatos betegségek, autoimmun betegségek, elhízás, meddőség, diszlexia stb.

A nagyhatékonyságú oxidációs eljárások előnyei-hátrányai Ózonos kezelés Fertőtlenítő hatása kiváló Vízkezelésre (elő- és utókezelés) ipari méretben alkalmazzák létező technológia Az ózon bomlása során keletkező gyökök között van a hidroxilgyök, amely a legreaktívabb, nem szelektív oxidáló gyök Ultraibolya fotolízis (254 nm) Fertőtlenítő hatása kiváló Vízfertőtlenítésre ipari méretben alkalmazzák létező technológia Heterogén fotokatalízis A szerves és szervetlen szennyezők oxidációja és mineralizációja szempontjából egyaránt hatékony Vízkezelésre ipari méretben nem alkalmazzák a katalizátort általában szuszpenzió formájában használják, el kell távolítani a kezelt vízből ipari technológia még nem kidolgozott

A felsorolt nagyhatékonyságú oxidációs eljárások ésszerű kombinációjával azok hatékonysága megnövelhető, előnyeik kiemelhetőek, korlátaik csökkenthetőek. Kiválasztott célvegyületek H 3 C H 3 C N O C NH Cl Cl H 3 C H 3 C N O C NH Cl H 3 C H 3 C N O C NH Diuron N,N -dimetil-karbamid Monuron N,N -dimetil-karbamid Fenuron N-(3,4-diklórfenil)- N-(4-klórfenil)- N,N -dimetil-3-fenilkarbamid

CÉLKITŰZÉS Azonos energiabefektetés és reaktorelrendezés mellett, különböző Nagyhatékonyságú Oxidációs Eljárások ultraibolya fotolízis (254 nm) ózonos kezelés (O 3 ) heterogén fotokatalízis (TiO 2 365 nm) és azok kombinációi ultraibolya fotolízis és ózonos kezelés (UV/O 3 ) heterogén fotokatalízis és ultraibolya fotolízis (TiO 2 /254 nm) ózonos kezelés és heterogén fotokatalízis (O 3 / TiO 2 365 nm) ultraibolya fotolízis, ózonos kezelés és heterogén fotokatalízis (254 nm/o 3 /TiO 2 ) hatékonyságának összehasonlítása, és vizes oldatainak kezelése során a célvegyületek átalakulásának sebessége dehalogéneződésének sebessége mineralizációjának sebessége ökotoxikológiai hatás (Daphtoxkit F TM Magna és Vibrio fischeri biolumineszcencia-gátlási teszt) szempontjából.

KÍSÉRLETI ELRENDEZÉS (1) Tápegység (2) Teflon dugó 9 5 T 4 3 2 P 1 11 F 11 F 6 (3) Fényforrás 365 nm 254 nm 254/185 nm (4) Búra perforált üveg: 10 Φ=5,12( 6) 10-5 mol foton s -1 Φ=3,45( 9) 10-5 mol foton s -1 Φ=3,45( 9) 10-5 mol foton s -1 O 3 kvarc UV 254 nm TiO 2 365 nm TiO 2 /UV 254 nm perforált kvarc UV/O 3 O 3 /TiO 2 365 nm UV 254 nm/o 3 /TiO 2 c(o 3 ) = 1,37 10-5 M 8 P 7 (5) Reakcióedény (500 cm 3 ) (6) Tartály (7) Mágneses keverő (8) Perisztaltikus pumpa (300 cm 3 /perc) (9) Termosztát (298 K) (10) Oxigén/levegő palack (11) Áramlásmérő (510 cm 3 /perc)

Absorbancia (A.U.) Abszorbancia (A.U.) UV fotolízis (254 nm) 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 200 250 300 350 hullámhosszúság (nm) hullámhosszúság (nm) Cl Moláris abszorbancia, 254 nm: Diuron: 15 000 mol -1 dm 3 cm -1 Monuron: 12 500 mol -1 dm 3 cm -1 Fenuron: 4 500 mol -1 dm 3 cm -1 2,0 4,0 6,0 r 0 ( 10-8 mol dm -3 s -1 ) 13,6 04 46,0 14 2,7 02 r 0 :kezdeti átalakulási sebesség Φ: látszólagos kvantumhasznosítási tényező Φ

Ózonos kezelés (1,37 10-5 M) kezdeti átalakulási sebesség ( 10-8 mol dm -3 s -1 ) 1 0,5 1,5 2,0 UV fotolízis (254 nm) és ózonos kezelés (1,37 10-5 M) kombinációja kezdeti átalakulási sebesség ( 10-8 mol dm -3 s -1 ) UV 254 nm O 3 UV 254 nm / O 3 13,6 27,3 46,0 56,8 2,7 1 22,5

Heterogén fotokatalízis 365 nm Degussa P25: 0,50 g dm -3 kezdeti átalakulási sebesség ( 10-8 mol dm -3 s -1 ) 365 nm Katalizátor nélkül Katalizátorral 0 7,9 0 13,1 Cl 0 16,2 Heterogén fotokatalízis és UV fotolízis (254 nm) kombinációja Degussa P25: 0,50 g dm -3 kezdeti átalakulási sebesség ( 10-8 mol dm -3 s -1 ) 254 nm Katalizátor nélkül Katalizátorral 13,6 1 46,0 18,4 Cl 2,7 23,1

Heterogén fotokatalízis (365 nm) és ózonos kezelés kombinációja kezdeti átalakulási sebesség ( 10-8 mol dm -3 s -1 ) TiO 2 365 nm O 3 TiO 2 365 nm / O 3 7,9 26,5 13,1 25,8 Degussa P25: 0,50 g dm -3 c(o 3 ) = 1,37 10-5 M 365 nm 16,2 1 37,7 Heterogén fotokatalízis, UV fotolízis (254 nm) és ózonos kezelés kombinációja kezdeti átalakulási sebesség ( 10-8 mol dm -3 s -1 ) 254 nm TiO 2 254 nm 254 nm O 3 TiO 2 254 nm / O 3 13,6 1 27,3 25,0 46,0 18,4 56,8 37,9 Degussa P25: 0,50 g dm -3 c(o 3 ) = 1,37 10-5 M 254 nm 2,7 23,1 22,5 55,7

Adszorbeálható szervesen kötött klórtartalom UV UV/O 3 TiO 2 /UV 254 nm TiO 2 365 nm TiO 2 / UV 254 nm/o 3 TiO 2 365 nm//o 3

TOC/TOC0 TOC/TOC0 TOC/TOC0 Teljes szerves széntartalom UV UV/O 3 TiO 2 /UV 254 nm TiO 2 365 nm TiO 2 /UV 254 nm/o 3 TiO 2 365 nm//o 3 TOC/TOC0 TOC/TOC0 TOC/TOC0

D.M. pusztulás (%) Ökotoxikológiai vizsgálatok Daphtoxkit F TM Magna teszt Daphina magna Pusztulási százalék (immobilized Daphnia magna) meghatározása 48 órával az etetés után. A kiindulási vegyületekre a Daphtoxkit F TM Magna teszt érzékenysége kicsi. Az alkalmazott módszerek közül a heterogén fotokatalízis és kombinációi alkalmazásakor az ökotoxiológiai hatás csökken, míg a kevésbé erélyes és szelektívebb UV-fotolízis, ózonos kezelés és ezek kombinációinak során a kiindulásinál toxikusabb kötitermékek képződnek.

inhibíció Ökotoxikológiai vizsgálatok Vibrio fischeri biolumineszcencia-gátlási teszt Vibrio fischeri Bakteriális, akut toxicitási teszt, amely toxikus szennyezőanyag hatására bekövetkező biolumineszcencia gátláson alapul. A Vibrio fisheri baktériumok érzékenyebbek a kiinulási vegyületekre és köztitermékeikre, mint a Daphnia magna. Az alkalmazott módszerek mindegyike során az ökotoxikológiai hatás maximumgörbe szerint változik, a kezelések során a kiindulásinál toxikusabb kötitermékek képződnek.

kezdeti átalakulási sebesség ÖSSZEFOGLALÁS 254 nm O 3 TiO 2 365 nm TiO 2 365 nm / O 3 254 nm O 3 TiO 2 254 nm TiO 2 254 nm / O 3 13,6 7,9 26,5 27,3 1 25,0 46,0 13,1 25,8 56,8 18,4 37,9 2,7 1 16,2 37,7 22,5 23,1 55,7 a szerves vegyület tulajdonságai (moláris abszorbancia, klóratomszám) alapvetően meghatározzák, hogy melyik kombináció a leghatékonyabb az átalakulás szempontjából TiO 2 /254 nm során a kompetitív fényelnyelés meghatározó minden esetben az ózon hozzáadása jelentősen megnövelte az egyes módszerek hatékonyságát dehalogenizáció szempontjából mindegyik módszer hatékony a mineralizáció mértéke a heterogén fotokatalízis és kombinációi esetén volt számottevő az ökotoxikológiai mérések szerint minden esetben képződhetnek a kiindulásinál toxikusabb köztitermékek, de UV/O 3, heterogén fotokatalízis és kombinációi esetén ezek bizonyosan el is bomlanak

Köszönöm a figyelmet! Köszönjük a Társadalmi Megújulás Operatív Program (TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KONV-2010-0005) és az Országos Tudományos Kutatási Alapprogramok (NKTH OTKA CK 80193) anyagi támogatását.

relatív intenzitás relatív intenzitás relatív intenzitás KÍSÉRLETI ELRENDEZÉS - FÉNYFORRÁSOK Azonos elektromos (17 W) és geometriai paraméterekkel rendelkező fényforrások Kisnyomású higanygőzlámpa Speciális higanygőzlámpa 100 185 nm 254 nm 100 100 λ max = 365 nm 80 80 80 60 60 60 40 40 40 20 20 20 0 175 225 275 325 375 425 (nm) 0 0 175 200 225 300 275 325 400 37500 425600 (nm) (nm) Φ (254 nm) = 3,45( 9) 10-5 einstein s -1 Φ (~365 nm) = 5,12( 6) 10-5 einstein s -1 I 185 nm < I 254 nm c(o 3 ) = 1,37 10-5 M

ALKALMAZOTT ANALITIKAI MÓDSZEREK Ózon koncentrációjának mérése: spektrofotometria (gáz fázisban, moláris abszorbancia ismerete koncentráció) Diuron,, és bomlástermékeinek elválasztása és koncentrációinak mérése: HPLC, UV detektor Teljes szerves széntartalom (TOC) mérése: Multi X 2500 AOX-TX Adszorbeálható szerves klórtartalom (AOX) mérése: Multi N/C 3100 analizátor

Heterogén fotokatalízis 365 nm katalizátor minősége (0,5 g dm -3 ) HOMBIKAT kezdeti átalakulási sebesség HOMBIKAT KRONOS DEGUSSA P25 6,5 1,7 7,9 1 3,7 13,1 13,8 3,8 16,2 2,0 3,0 4,0 KRONOS DEGUSSA P25 2,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0

Heterogén fotokatalízis 365 nm Degussa P25 koncentrációja 5 g dm -3 kezdeti átalakulási sebesség 5 g dm -3 0, 5 g dm -3 g dm -3 6,6 7,9 7,8 1 13,1 9,5 15,0 16,2 12,0 2,0 3,0 4,0 0,50 g dm-3 0 g dm-3 2,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0

Heterogén fotokatalízis és UV fotolízis (254 nm) kombinációja katalizátor minősége 2,0 3,0 4,0 HOMBIKAT kezdeti átalakulási sebesség Katalizátor nélkül HOMBIKAT KRONOS DEGUSSA P25 13,6 2,34 3,4 1 46,0 6,0 6,1 18,4 2,7 4,2 3,0 2 KRONOS DEGUSSA P25 P25 365 2,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0

Heterogén fotokatalízis és UV fotolízis (254 nm) kombinációja P25 koncentrációja Katalizátor nélkül 0,125 g dm -3 0,5 1,5 2,0 0,50 g dm -3 0,5 1,5 2,0 0,5 1,5 2,0 0 g dm -3 0,5 1,5 2,0

Absorbancia (A.U.) Abszorbancia (A.U.) Heterogén fotokatalízis és UV fotolízis (254 nm) kombinációja P25 koncentrációja kezdeti átalakulási sebesség Katalizátor nélkül 5 g dm -3 0, 5 g dm -3 g dm -3 13,6 2,86 1 3,0 46,0 13,7 18,4 6,5 2,65 1 2 9,9 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 Moláris abszorbancia, 254 nm: Diuron: 15 000 mol -1 dm 3 cm -1 Monuron: 12 500 mol -1 dm 3 cm -1 Fenuron: 4 500 mol -1 dm 3 cm -1 0 200 250 300 350 hullámhosszúság (nm) hullámhosszúság (nm)