Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/11904
Title: Ενεργοποίηση υπερθειικών αλάτων με νέες μεθόδους για την διάσπαση μικρορύπων στο νερό
Other Titles: Degradation of micropollutants using novel activation methods for persulfate salts
Authors: Ιωαννίδη, Αλεξάνδρα
Keywords: Προηγμένες διεργασίες οξείδωσης
Μικρο-ρύποι
Υπερθειικό νάτριο
Keywords (translated): Advanced oxidation process
Micropollutants
Sodium persulfate
UV-A LED
Abstract: Στις τελευταίες δεκαετίες λόγω της ραγδαίας ανάπτυξης των αναλυτικών τεχνικών, ταυτοποιήθηκαν ίχνη πολλών ανθεκτικών χημικών ουσιών σε περιβαλλοντικά δείγματα. Η συγκέντρωση αυτών των ρύπων είναι της τάξης των ng/L–μg/L και για αυτό καλούνται μικρορύποι. Μεταξύ των διαφόρων μικρορύπων, τα παραβένια έχουν κατηγορηθεί ότι έχουν μια πιθανώς δυσμενή επίδραση στην υγεία των ανθρώπων αλλά και των ζώων. Σύμφωνα με πολλές μελέτες τα παραβένια έχουν ασθενή οιστρογονική δράση μιμούμενα τις ορμόνες που εκκρίνονται από το ανθρώπινο σώμα και έχουν ταξινομηθεί ως ενδοκρινικοί διαταράκτες. Τα παραβένια έχουν διάφορες χρήσεις κυρίως στην αισθητική βιομηχανία καθώς και ως συντηρητικά στα τρόφιμα. Σε αυτή την εργασία χρησιμοποιήθηκαν λαμπτήρες UV-A LED ονομαστικής ισχύος 10 W και με ροή φωτονίων ίση με 7.9 10−7 einstein/(Ls) ως πηγή ακτινοβολίας ώστε να ενεργοποιήσουν το οξειδωτικό υπερθειικό νάτριο (SPS) για την διάσπαση του ενδοκρινικού διαταράκτη πρόπυλ– παραβενίου (PP). Πραγματοποιήθηκαν πειράματα σε υπερκάθαρο νερό αλλάζοντας την συγκέντρωση του υπερθειικού νατρίου μεταξύ 0 και 500 mg/L, την συγκέντρωση του πρόπυλ– παραβενίου μεταξύ 100 και 800 μg/L, και την αρχική τιμή του pH μεταξύ 3.2 και 9.2. Επίσης διεξήχθησαν πειράματα όπου μελετήθηκε η προσθήκη διαφορετικών οργανικών ουσιών (αλκοόλες και χουμικό οξύ) καθώς και ανόργανων ιόντων (διττανθρακικά και ιόντα χλωρίου). Επιπρόσθετα, πραγματοποιήθηκαν πειράματα και σε 2 περιβαλλοντικές μήτρες (δευτεροβάθμια εκροή και εμφιαλωμένο νερό). Βρέθηκε ότι η αποδόμηση του πρόπυλ- παραβενίου αυξήθηκε με την αύξηση της συγκέντρωσης των υπερθειικών ενώ μειώθηκε με την αύξηση της συγκέντρωσης του πρόπυλ- παραβενίου. Η διεργασία φαίνεται να ευνοείται σε σχεδόν ουδέτερο pH. Η προσθήκη μεθανόλης και t-βουτανόλης ουσιών που δρουν ως παγίδες των ελευθέρων ριζών μείωσε μερικώς την αποδόμηση του πρόπυλ- παραβενίου, δείχνοντας έτσι εμμέσως ότι παράγονται τόσο θειικές ρίζες όσο και ρίζες υδροξυλίου και συμμετέχουν και οι δύο στην διάσπαση του πρόπυλ- παραβενίου. Η προσθήκη χουμικού οξέος σε υπερκάθαρο νερό μείωσε δραματικά την απόδοση της διεργασίας πράγμα που παρατηρήθηκε και στην περίπτωση της δευτεροβάθμιας εκροής. Λιγότερο σημαντική ήταν η επίδραση των ανόργανων ιόντων όπως τα διττανθρακικά και τα ιόντα χλωρίου. Το υπερθειικό νάτριο μπορεί επίσης να ενεργοποιηθεί από το UV-A μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας πράγμα που βελτιώνει την βιωσιμότητα της διεργασίας
Abstract (translated): In recent decades due to the rapid development of analytical chemical techniques, traces of many resistant substances have been identified in environmental samples. The concentration of these pollutants is of the order of ng/L–μg/L and, therefore, they are called micropollutants. Among various micropollutants, parabens have been accused of having a potential impact on human and animal health. According to some studies, parabens have a weak estrogenic effect mimicking the hormones secreted by the human body and they are classified as endocrine disruptors Parabens have various uses, mainly in the cosmetics industry, as well as food preservatives UV-A light emitting diodes (LEDs: 10W of nominal power, 7.9 10−7 einstein/(Ls) photon flux) were employed as the radiation source to activate sodium persulfate (SPS) for the degradation of endocrine disruptor propyl paraben (PP). Experiments in ultrapure water (UPW) were conducted varying SPS concentration between 0 and 500 mg/L, PP concentration between 100 and 800 μg/L, initial solution pH between 3.2 and 9.2, as well as adding various organic (alcohols and humic acid) and inorganic (bicarbonate, chloride), non-target species. Besides UPW, experiments were performed in two actual matrices, i.e. secondary treated wastewater and bottled water. Degradation was found to increase with increasing SPS concentration and decreasing PP concentration, while it was favored as near-neutral, inherent solution pH. The addition of methanol and t-butanol, known radical scavengers, partly restricted the reaction, thus implying that both sulfate and hydroxyl radicals are formed and participate in PP degradation. The addition of humic acid in UPW completely quenched the reaction and so did the use of wastewater as the water matrix. Less significant were the effects of bicarbonate and chloride. SPS can also be activated by the UV-A part of simulated solar radiation (7.3 10−7 einstein/(L s) photon flux), potentially improving process sustainability.
Appears in Collections:Τμήμα Χημικών Μηχανικών (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
MASTER_IOANNIDI.pdf1.96 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons