Badania porównawcze rozkładu wybranych estrogenów i ksenoestrogenów w procesie fotokatalizy

• Autorzy: Burdzik-Niemiec E. , Dudziak M.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2015.9(2)065

Warianty tytułu

EN

Comparative studies on decomposition of selected estrogens and xenoestrogens by photocatalysis processes

• Konferencja: ECOpole’15 Conference (14-16.10.2015, Jarnoltowek, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy podjęto badania nad oceną efektywności rozkładu trzech różnych związków należących do grupy substancji zakłócających procesy hormonalne (Endocrine Disrupters Compounds EDCs), tj. 17β-estradiolu (E2), 17α-etynyloestradiolu (EE2) oraz bisfenolu A (BPA) w procesie fotokatalizy (UV/TiO2). Przedmiotem badań były modelowe odpływy z oczyszczalni ścieków bytowych, zawierające substancje nieorganiczne i opcjonalnie organiczne, do których dodawano badanych mikrozanieczyszczeń w stężeniu 500 μg/dm3. Uzyskane wyniki badań porównano pod kątem skuteczności rozkładu wybranych związków dla wody zdejonizowanej. Wykazano, że na skuteczność procesu fotokatalizy istotny wpływ ma zarówno rodzaj matrycy środowiskowej, jak i właściwości fizykochemicznych usuwanych związków. Najwyższe stopnie rozkładu uzyskano podczas oczyszczania odpływu modelowego zawierającego wyłącznie substancje nieorganiczne. Rozkład bisfenolu A oraz 17α-etynyloestradiolu przekraczał wówczas 90% (po 60-minutowym czasie naświetlania), a 17β-estradiol został rozłożony całkowicie. Zaobserwowane zjawisko można wytłumaczyć obecnością w ściekach modelowych chemicznych substancji nieorganicznych umożliwiających przebieg tzw. fotokatalizy sensybilizowanej. W przypadku odpływu modelowego zawierającego zarówno substancje organiczne, jak i nieorganiczne tego zjawiska nie obserwowano, a efektywność rozkładu mikrozanieczyszczeń była mniejsza. Powyższe obserwacje potwierdzają również uzyskane wyniki rozkładu związków dla wody zdejonizowanej.

EN

This study addressed the degradation efficiency of three different compounds belonging to the group of endocrine disrupting compounds (EDCs), namely 17β-estradiol (E2), 17α-ethinyl estradiol (EE2), and bisphenol A (BPA) in the photocatalysis process (UV/TiO2). The subject of the study was a synthetic municipal waste water treatment plant effluent containing inorganic and optionally organic substances and to which the investigated micropollutants were added at a concentration of 500 mg/dm3. The obtained results were compared in terms of the degradation of the selected compounds in deionized water. It was found that the efficiency of the photocatalysis depends significantly both on the environmental matrix and physico-chemical properties of the compounds present in the treated waste water. The highest degradation efficiency was observed for the synthetic effluent that contained only inorganic substances. The degradation of bisphenol A and 17α-ethinyl estradiol exceeded 90% (after 60-minute irradiation) and 17β-estradiol was decomposed completely. The observed phenomenon can be attributed to the process termed as sensitized photocatalysis, which was enabled by inorganic substances present in the synthetic waste water. This phenomenon was not observed for the synthetic effluent that contained both inorganic and organic substances, and moreover the degradation efficiency of the micropollutans was lower. These observations were also confirmed by the results regarding the decomposition of the compounds in deionized water.

Słowa kluczowe

PL

fotokataliza; rozkład mikrozanieczyszczeń; bisfenol A; 17β-estradiol; 17α-etynyloestradiol

EN

photocatalysis; micropollutants decomposition; bisphenol A; 17β-estradiol; 17α-ethinylestradiol

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 9, No. 2
• Strony: 551--559
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Burdzik-Niemiec E.

• Instytut Inżynierii Wody i Ścieków, Politechnika Śląska, ul. S. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice, tel. [phone], fax [phone]

autor

Dudziak M.

• Instytut Inżynierii Wody i Ścieków, Politechnika Śląska, ul. S. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice, tel. [phone], fax [phone]

Bibliografia

• [1] Bart AJ. Science. 1980;207:139-144. DOI: 10.1126/science.207.4427.139.
• [2] Braslavsky SE, Segalla A. Pure Appl Chem. 2002;1:641-648. DOI: 10.1039/B202031A.
• [3] Mills A, Le Hunte S. J Photochem Photobiol. 1997;108:1-35. DOI: 10.1016/S1010-6030(97)00118-4.
• [4] Fatta-Kassinos D, Vasquez MI, Kümmerer K. Chemosphere. 2011;85:693-709. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2011.06.082.
• [5] Marugán J, Bru D, Pablos C, Catalá M. J Hazard Mater. 2012;213-214;117-122; DOI: 10.1016/j.jhazmat.2012.01.075.
• [6] Konstantinou IK, Albanis TA. Appl Catal. 2004;B49:1-14. DOI 10.1007/698_5_054.
• [7] Fujishima A, Hashimoto K. Watanabe T, TiO2 Photocatalysis: Fundamentals and Applications. Tokyo: BKC Inc; 1999.
• [8] Dimitrakopoulou D, Rethemiotaki I, Frontistis Z, Xekoukoulotakis NP, Venieri D, Mantzavinos D. J Environ Manage. 2012;98:168-174. DOI: 10.1016/j.jenvman.2012.01.010.
• [9] Carp O, Huisman CL, Reller A. Prog Solid State Chem. 2004;32:33-177. DOI: 10.1016/j.progsolidstchem.2004.08.001.
• [10] Linsebigler AL, Lu G, Yates J. Chem Rev. 1995;95:735-758. DOI: 10.1021/cr00035a013.
• [11] Hoffmann MR, Martin ST, Choi W, Bahnemann DW. Chem Rev. 1995;95:69-96. DOI: 10.1021/cr00033a004.
• [12] Nasuhoglu D, Rodayan A, Berk D, Yargeau V. Chem Eng J. 2012;189-190:41-48. DOI: 10.1016/j.cej.2012.02.016.
• [13] Kaniou S, Pitarakis K, Barlagianni I, Poulios I. Chemosphere 2005;60:372-380. DOI:10.1016/j.cej.2010.04.020.
• [14] Chatzitakis A, Berberidou C, Paspaltsis I, Kyriakou G, Sklaviadis T, Poulios I. Water Res. 2008;42:386-394. DOI: 10.1016/j.watres.2011.03.030.
• [15] Sakkas VA, Calza P, Medana C, Villioti AE, Baiocchi C, Pelizzetti E, et al. Environ Res. 2007;77:135-144.DOI: 10.1155/2012/514856.
• [16] Coleman HM, Eggins BR, Byrne JA, Palmer FL. Appl Catal B. 2000;24:1-5. DOI:10.1016/S0926-3373(99)00091-0.
• [17] Cardoso da Silva JC, Reis TJA, de Cássia RJ, Afonso F, Sérgio F, Augusti R. Rapid Commun Mass Spectrom. 2014;28:987-994. DOI: 10.1002/rcm.6863.
• [18] Kondrakova AO, Ignateva AN, Frimme FH, Bräsec S, Horna H, Revelsky AI. Appl Catal B. 2014;160-161:106-114. DOI: 10.1016/j.apcatb.2013.07.013.
• [19] Zhang Z, Feng Y, Liu Y, Sun Q, Gao P, Ren N. J Hazard Mater. 2010;181:1127-1133. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2010.05.132.
• [20] De Voogt P, Van Hattum B. Pure Appl Chem. 2003;75:1933-1948.
• [21] Cowan AJ, Barnett CJ, Pendlebury SR, Barosso M, Sivula K, Gratzel M, et al. J Am Chem Soc. 2011;133:10134-10140. DOI: 10.1021/ja200800t.
• [22] Rajeshwar K., Osugi ME, Chanmanee W, Chenthamarakshan CR, Zanoni MVB, Kajitichyanukal P, et al. J Photochem Photobiol C. 2008;9:171-192. DOI: 10.1016/j.jphotochemrev.2008.09.001.
• [23] Gottschalk C, Libra JA, Saupe A. Ozonation of Water and Wastewater. A Practical Guide to Understanding Ozone and its Application. New York: Wiley-VCH; 2000.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.