Využití persulfátu pro odbourávání organických látek
Loading...
Date
2017
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Peroxodisíran (PDS) a peroxomonosíran (PMS) patří mezi nejnovější a nejsilnější oxidanty používané v životním prostředí. Tyto oxidanty mohou tvořit volné radikály analogické k radikálům hydroxylovým vytvořeným ve Fentonově reakci. Sulfátové radikály jsou také velmi silné vodné oxidační činidla s oxidačně-redukčním potenciálem cca. +2,6 V, podobným hydroxylovým radikálům (+2,7 V). Tyto látky mohou být použité pro širokou škálu kontaminantů, např. chlorované olefiny, BTEX, fenoly, léčiva, anorganické látky a pesticidy. Navíc, reaktivita peroxosíranů je velmi závislá na použitých aktivačních technikách a na složení upravované matrice. Nekatalyzované reakce peroxosíranu mají nevýhody, jako je nízká reakční rychlost a tvorbu toxických produktů s dlouhou životností. Aktivace se může provádět zvětšením teploty, UV zářením, radiolýzou (kde se vytvářejí dva moly radikálů na každý mol molekuly oxidantu), nebo homogenními či heterogenními chemickými metodami. Generované sulfátové radikály jsou účinné pro téměř všechny známé typy polutantů, ale v závislosti na reakčních podmínkách ostatní radikály kyslíku (hydroxylové, superoxidové, singletový kyslík) mohou být silnějšími oxidanty. Kromě toho, proces aktivace a parametry kvality vody (zejména pH, obsah halogenů a organických rozpuštěných látek) jsou důležité pro průběh oxidačních procesů. Část práce byla věnována hodnocení účinnosti těchto dvou oxidantu (peroxodisíranu a monoperoxosíranu), aktivovaných různými způsoby, na degradovatelnost hexachloro- cyklohexanů (HCH). Velmi rychlá kinetika dekontaminace HCH byla pozorována u peroxodisíranu aktivovaného elektrolýzou při zanedbatelné účinnost pro monoperoxosíran aktivovaný stejným procesem. Nicméně, aktivace monoperoxosíranu kobaltem měla pozitivní vliv na oxidace HCH. Kromě toho byly provedeny testy pro stanovení kinetiky úbytku peroxodisíranů a optimálních podmínek pro oxidaci (intenzita proudu, molární poměr oxidačního činidla do aktivátoru). Pro sledování rychlosti reakce byla vyvinuta a použita jednoduchá, přesná a citlivá spektrofotometrická metoda pro stanovení monoperoxosíranu mj. v aktivovaném kalu. Dále bylo ukázáno, že zvýšená teplota (v rozmezí od mezo- do termofilních podmínek) může být účinná pro aktivaci peroxosíranu pro oxidaci toluenu a dalších organických látek ke zlepšení vlastnosti a odvodnění kalu. Ze supernatantu získaného po oxidaci byl vysrážen struvit pro odstranění amoniakálního dusíku a fosfátu. Výsledky této studie ukazují výrazné zlepšení vlastností kalu po oxidace peroxodisíranem ve srovnání s oxidací monoperoxosíranem nebo zvýšením teploty. Stručně řečeno, tato práce ukázala, že peroxosírany jsou vhodné pro zlepšení vlastností kalu, jakož i pro remediaci podzemní vody kontaminované vysoce toxickým HCH. Byly rovněž zjištěné aktivační metody PMS a PDS pro účinnou degradaci izomerů HCH, toluenu a zlepšeni vlastnosti kalu po fermentaci. Teoretická část této práce je součástí přehledového článku "Chemistry of persulfates in water and wastewater treatment: a review", který je připraven pro publikaci v časopise s impakt faktorem.