Πειραματική μελέτη του οζονισμού ως μεθόδου απομάκρυνσης υπερφθοροαλκυλιωμένων συστατικών (Pfas) από το νερό
Loading...
Date
2024-07-12
Authors
Αθανασόπουλος, Δημήτριος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Οι υπερφθοροαλκυλιωμένες (Per- and Polyfluoroalkyl Substances - PFAS) είναι μια μεγάλη κατηγορία συνθετικών χημικών ενώσεων που περιλαμβάνουν πάνω από 4.700 διαφορετικές ουσίες, χαρακτηριζόμενες από ισχυρούς δεσμούς άνθρακα-φθορίου (C-F) που τις καθιστούν εξαιρετικά ανθεκτικές στην αποδόμηση. Χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορες εφαρμογές λόγω των υδρόφοβων και λιπόφοβων ιδιοτήτων τους, όπως σε αντικολλητικά σκεύη μαγειρικής (π.χ., τεφλόν), αδιάβροχα και ανθεκτικά στους λεκέδες υφάσματα, αφρούς πυρόσβεσης, συσκευασίες τροφίμων και ηλεκτρονικά προϊόντα. Ωστόσο, η ανθεκτικότητά τους οδηγεί στη συνεχή συσσώρευσή τους στο περιβάλλον και στους οργανισμούς, προκαλώντας ανησυχίες για την περιβαλλοντική μόλυνση και τις επιπτώσεις στην υγεία, όπως ενδοκρινικές διαταραχές, καρκίνος, διαταραχές του ανοσοποιητικού συστήματος και προβλήματα ανάπτυξης στα παιδιά. Η ανίχνευση PFAS σε υπόγεια και επιφανειακά νερά, καθώς και στο πόσιμο νερό, έχει εντείνει τις προσπάθειες για τη ρύθμιση της χρήσης τους και την ανάπτυξη τεχνολογιών καθαρισμού, με σκοπό την απομάκρυνσή τους από το περιβάλλον και τη μείωση των επιπτώσεών τους στην ανθρώπινη υγεία. Στην παρούσα μελέτη, πραγματοποιήθηκε μία συστηματική παραμετρική ανάλυση της απομάκρυνσης του υπερφθοροοκτανοϊκού οξέος (PFOA) από νερό με τη μέθοδο του οζονισμού. Διερευνήθηκε σε αντιδραστήρα ημι-διαλείπουσας λειτουργίας (semibatch reactor), ο βαθμός απομάκρυνσης PFOA από υδατικά διαλύματα ως προς τη συγκέντρωση του PFOA, τη συγκέντρωση όζοντος στο αέριο έκχυσης, το είδος του αερίου τροφοδοσίας
και την παροχή αερίου. Κατά τη διάρκεια της διεργασίας γινόταν καταγραφή της συγκέντρωσης διαλυμένου όζοντος, του δυναμικού οξειδοαναγωγής, της θερμοκρασίας και του pH. Σε τακτά χρονικά διαστήματα λαμβάνονταν δείγματα νερού για τη μέτρηση της συγκέντρωσης του υπολειπόμενου PFOA με τη μέθοδο εκχύλισης της δραστικής ουσίας μπλε του μεθυλενίου σε συνδυασμό με τη φασματοσκοπία υπεριώδους-ορατού (UV-Vis spectroscopy). Η διεργασία του οζονισμού σε στήλη κρίνεται αποδοτική με ποσοστό απομάκρυνσης PFOA από την υδατική φάση πάνω από 40% στις περισσότερες περιπτώσεις. Είναι επιβεβαιωμένο πως όταν διοχετεύεται αέριο, χωρίς την παραγωγή όζοντος, δεν γίνεται κάποια αντίδραση αλλά επικρατεί το φαινόμενο του κλασματικού αφρισμού. Η βέλτιστη απόδοση επιτεύχθηκε διοχετεύοντας αέρα που παρήγαγε όζον (95% απομάκρυνση) χωρίς αυτό να σημαίνει πως καταστράφηκε το 95% του ρύπου. Όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας, είναι αρκετά πιο συμφέρον να οζονίζεται μία υδατική φάση υψηλότερης συγκέντρωσης PFOA σε σχέση με μία πιο αραιή, ενώ φάνηκε πως οριακά συμφέρει περισσότερο ο οζονισμός με αέρα μιας και η και η καταναλισκόμενη ενέργεια είναι λιγότερη.
Description
Keywords
Οζονισμός, Υπερφθοροαλκυλιωμένες, Ενώσεις