DIURON S MONURON VIZES OLDATAINAK ULTRAIBOLYA FOTOLZISE ZONOS
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.
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)
Bevezetés Diuron Monuron N-(3, 4 -diklór-fenil)-N’, N’-dimetil-karbamid N-(4 -klór-fenil)-N’, N’-dimetil-karbamid 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
Célkitűzés 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 Na. NO 2 és Na. NO 3 hatásának vizsgálata
Kísérleti elrendezés Fényforrás: Kisnyomású higanygőzlámpa 185 nm ózon fotokémiai képződése 254 nm Diuron, monuron és ózon ultraibolya fotolízise
Kísérleti eredmények – ultraibolya fotolízis Diuron Monuron 254 nm = 17 000 mol-1 dm 3 cm-1 : oxigén : levegő : nitrogén 254 nm = 13 000 mol-1 dm 3 cm-1 : oxigén : levegő : nitrogén A monuron átalakulásának sebessége közel kétszerese a diuronénak. Az oldott oxigén koncentrációja nincs szignifikáns hatással a bomlás sebességére a fotoionizáció hatása nem számottevő.
Kísérleti eredmények – ózonos kezelés Diuron Monuron levegő oxigén Szignifikáns különbség nem tapasztalható a monuron és diuron átalakulásának sebessége között. A bomlás oxigént alkalmazva gyorsabb, mint levegőt, amely a lényegesen nagyobb ózonkoncentrációval értelmezhető. c. O 3(levegő) = 4, 04× 10 -6 M c. O 3(oxigén) = 1, 37× 10 -5 M
Kísérleti eredmények – kombinált kezelés Diuron levegő oxigén Monuron levegő oxigén 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.
Kísérleti eredmények – módszerek összehasonlítása kezdeti átalakulási sebesség (× 10 -8 mol dm-3 s-1) módszer/alkalmazott gáz Diuron Monuron UV fotolízis / oxigén 17 29 UV fotolízis / levegő 17 31 ózonos kezelés / oxigén 0, 6 0, 7 ózonos kezelés / levegő 0, 2 kombinált kezelés/oxigén 23 50 kombinált kezelés / levegő 23 48
Köztitermékek- diuron Moláris tömeg Feltételezett szerkezeti képlet Ultraibolya fotolízis Ózonos kezelés Kombinált kezelés 210 + + 214 + + 228 + + 218 + + + 246 + + + 262
Köztitermékek- monuron Moláris tömeg Ultraibolya fotolízis Ózonos kezelés Kombinált kezelés 224 + + + 226 + + + 127 Feltételezett szerkezeti képlet +
Kísérleti eredmények – teljes mineralizáció Monuron Diuron UV+O 3 O 3 UV UV UV+O 3 A teljes mineralizáció csak a kombinált módszernél számottevő. A teljes mineralizáció sebessége szempontjából nincs különbség a levegő és oxigén alkalmazása között.
Kísérleti eredmények – dehalogenizáció Diuron Monuron UV+O 3 UV UV O 3 UV+O 3 Mindhárom módszernél megtörténik a dehalogenizáció, de az ózonos kezelésnél kevésbé jelentős. A dehalogenizáció két módon mehet végbe: Aromás gyűrű felnyílásával Aromás gyűrű ép marad
Kísérleti eredmények – huminsavak hatása Diuron Monuron O 3 UV+O 3 UV UV Vegyületenként azonos, de módszerenként eltérő tendenciák. Ultraibolya fotolízist vagy kombinált módszert alkalmazva a huminsavak feltehetően kompetitív fényelés 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 – Na. NO 2 és Na. NO 3 hatása kezdeti átalakulási sebesség (× 10 -8 mol dm-3 s-1) Ultraibolya fotolízis Ózonos kezelés Kombinált kezelés diuron monuron - 17 29 0, 6 0, 7 23 50 Na. NO 3 15 29 0, 6 25 48 Na. NO 2 16 30 0, 2 0, 1 21 47 Egyik ionnak sincs szignifikáns hatása sem az ultraibolya fotolízis, sem a kombinált módszer alkalmazása esetén. Ózonos kezelést alkalmazva a Na. NO 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.
Összefoglalás 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 Na. NO 2 hatására erőteljesen csökken a mind a diuron, mind a monuron átalakulásának sebessége.
- Slides: 16