DIURON ÉS MONURON VIZES OLDATAINAK ULTRAIBOLYA FOTOLÍZISE, ÓZONOS, VALAMINT KOMBINÁLT KEZELÉSE KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS A kutatás a TÁMOP-4.2.4.A/2-11/1-2012-0001.

Az előadások a következő témára: "DIURON ÉS MONURON VIZES OLDATAINAK ULTRAIBOLYA FOTOLÍZISE, ÓZONOS, VALAMINT KOMBINÁLT KEZELÉSE KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS A kutatás a TÁMOP-4.2.4.A/2-11/1-2012-0001."— Előadás másolata:

1 DIURON ÉS MONURON VIZES OLDATAINAK ULTRAIBOLYA FOTOLÍZISE, ÓZONOS, VALAMINT KOMBINÁLT KEZELÉSE KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS A kutatás a TÁMOP-4.2.4.A/2-11/1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése konvergencia program című kiemelt projekt által nyújtott személyi támogatással valósult meg. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.

2 Bevezetés Peszticidek előnyei-hátrányai Kellenek, hatásosak, ma már elengedhetetlenek DE !!! Toxikusság – perzisztencia (pl.: DDT) Bioakkumuláció Törvényi szabályozás Egyes peszticidek: 0,1 μg/dm 3 Összes peszticid: 0,5 μg/dm 3 (Az ivóvíz minőségi követelményeiről 201/2001. (X. 25.) Kormányrendelet)

3 Klórtartalmú, karbamid típusú általános peszticidek Hatásuk: Fotoszintetikus-II rendszert blokkolják Gyenge mérgek, de igen perzisztensek DT 50(diuron) = 90-180 nap, DT 50(monuron) = 30-166 nap Diuron N-(3,4-diklór-fenil)-N’,N’-dimetil-karbamid Monuron N-(4-klór-fenil)-N’,N’-dimetil-karbamid Bevezetés

4 Adott koncentrációjú (8,6×10 -5 M) diuron és monuron oldatok különböző módszerekkel történő kezelésének összehasonlítása Köztitermékek azonosítása Mineralizáció sebességének összehasonlítása Dehalogenizáció mértékének és sebességének összehasonlítása Huminsavak hatásának vizsgálata NaNO 2 és NaNO 3 hatásának vizsgálata Célkitűzés

5 Fényforrás: Kisnyomású higanygőzlámpa 185 nm ózon fotokémiai képződése 254 nm Diuron, monuron és ózon ultraibolya fotolízise Kísérleti elrendezés

6 Az oldott oxigén koncentrációja nincs szignifikáns hatással a bomlás sebességére  a fotoionizáció hatása nem számottevő.  : oxigén  : levegő : nitrogén  254 nm = 17 000 mol -1 dm 3 cm -1 MonuronDiuron  254 nm = 13 000 mol -1 dm 3 cm -1 Kísérleti eredmények – ultraibolya fotolízis  : oxigén  : levegő : nitrogén A monuron átalakulásának sebessége közel kétszerese a diuronénak.

7 Szignifikáns különbség nem tapasztalható a monuron és diuron átalakulásának sebessége között. MonuronDiuron Kísérleti eredmények – ózonos kezelés levegő oxigén levegő oxigén A bomlás oxigént alkalmazva gyorsabb, mint levegőt, amely a lényegesen nagyobb ózonkoncentrációval értelmezhető. c O3 (levegő) = 4,04×10 -6 M c O3 (oxigén) = 1,37×10 -5 M

8 A bomlás végbemehet: a diuron és a monuron közvetlen fotolízisén keresztül ózon fotolízise  HO-kel való reakció során A monuron átalakulásának sebessége meghaladja a diuronét az ultraibolya fotolízisnél tapasztalthoz hasonlóan. A bomlás sebessége szempontjából nincs különbség oxigén és levegő használata között. MonuronDiuron Kísérleti eredmények – kombinált kezelés levegő oxigén levegő oxigén

9 Kísérleti eredmények – módszerek összehasonlítása módszer/alkalmazott gáz kezdeti átalakulási sebesség (×10 -8 mol dm -3 s -1 ) DiuronMonuron UV fotolízis / oxigén1729 UV fotolízis / levegő1731 ózonos kezelés / oxigén0,60,7 ózonos kezelés / levegő0,2 kombinált kezelés/oxigén 2350 kombinált kezelés / levegő 2348

10 Moláris tömeg Feltételezett szerkezeti képlet Ultraibolya fotolízis Ózonos kezelés Kombinált kezelés 210 ++ 214 ++ 228 ++ 218 +++ 246 +++ 262 ++ Köztitermékek- diuron

11 Köztitermékek- monuron Moláris tömeg Feltételezett szerkezeti képlet Ultraibolya fotolízis Ózonos kezelés Kombinált kezelés 224 +++ 226 +++ 127 +

12 Monuron Diuron A teljes mineralizáció csak a kombinált módszernél számottevő. A teljes mineralizáció sebessége szempontjából nincs különbség a levegő és oxigén alkalmazása között. O3O3 UV UV+O 3 Kísérleti eredmények – teljes mineralizáció O3O3 UV UV+O 3

13 Mindhárom módszernél megtörténik a dehalogenizáció, de az ózonos kezelésnél kevésbé jelentős. A dehalogenizáció két módon mehet végbe: Aromás gyűrű felnyílásával Aromás gyűrű ép marad O3O3 UV UV+O 3 MonuronDiuron Kísérleti eredmények – dehalogenizáció UV UV+O 3

14 Vegyületenként azonos, de módszerenként eltérő tendenciák. Ultraibolya fotolízist vagy kombinált módszert alkalmazva a huminsavak feltehetően kompetitív fényelnyelés következtében csökkentik az átalakulás sebességét. Ózonos kezelést alkalmazva az átalakulás sebessége nő, feltehetően a huminsavak az ózon átalakulásának promotoraiként viselkedve növelik az oxigéntartalmú reaktív részecskék koncentrációját. Kísérleti eredmények – huminsavak hatása MonuronDiuron O3O3 UV UV+O 3 O3O3 UV UV+O 3

15 Egyik ionnak sincs szignifikáns hatása sem az ultraibolya fotolízis, sem a kombinált módszer alkalmazása esetén. Kísérleti eredmények – NaNO 2 és NaNO 3 hatása kezdeti átalakulási sebesség (×10 -8 mol dm -3 s -1 ) Ultraibolya fotolízisÓzonos kezelésKombinált kezelés diuronmonurondiuronmonurondiuronmonuron -17290,60,72350 NaNO 3 15290,6 2548 NaNO 2 16300,20,12147 Ózonos kezelést alkalmazva a NaNO 2 hatására erőteljesen csökken a mind a diuron, mind a monuron átalakulásának sebessége. Feltehetően az ózon a nitritiont is oxidálja nitráttá lecsökkentve ezáltal a diuron és monuron bomlásának sebességét.

16 Csak az ózonos kezelésnél befolyásoló tényező a gáz oxigén koncentrációja. A kombinált módszer a leghatékonyabb a peszticidek bomlása szempontjából. A köztitermékek minőségi azonosítása alapján megállapítottam, hogy a peszticidek bomlása során első lépésben az alifás lánc oxidációja történik meg, valamint a dehalogenizáció is végbemegy. A mineralizáció szempontjából kizárólag a kombinált módszer hatékony. A dehalogenizáció mindhárom módszernél tapasztalható. Huminsavak hatására ózonos kezelésnél nő, UV-fotolízis és kombinált módszer esetén csökken a diuron és monuron átalakulásának sebesége. Ózonos kezelést alkalmazva NaNO 2 hatására erőteljesen csökken a mind a diuron, mind a monuron átalakulásának sebessége. Összefoglalás