Badania efektu toksykologicznego fotokatalizatorów

• Autorzy: Kudlek E. , Dudziak M. , Bohdziewicz J. , Kamińska G.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2017.11(1)022

Warianty tytułu

EN

Study of toxicological effect of photocatalysts

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

Abstrakty

PL

Efektywność rozkładu zanieczyszczeń organicznych w procesie fotokatalizy zależy od szeregu czynników, wśród których decydującą rolę odgrywają zarówno, dobór rodzaju, jak i dawki fotokatalizatora. Do najczęściej opisywanych w literaturze półprzewodników stosowanych w procesach oczyszczania strumieni wodnych zalicza się tlenek tytanu(IV) i tlenek cynku. W pracy przedstawiono zmiany toksyczności wodnych mieszanin fotokatalizatorów bez i w trakcie ich naświetlania promieniami UV o długości fali przekraczającej 300 nm. Badania prowadzono z użyciem czterech półprzewodników, tj. TiO₂ jako mieszaniny anatazu i rutylu, TiO₂ w postaci czystego anatazu, ZnO oraz ZnO farmaceutycznego w dawce 25, 50, 100 i 200 mg/dm³. Efekt toksyczny oceniono z użyciem biotestu Microtox®. Wykazano, że wraz ze wzrostem czasu napromieniowania mieszaniny ZnO oraz ZnO farmaceutycznego wzrasta odpowiedź toksykologiczna organizmów testowych. Świadczy to o braku stabilności fotochemicznej obu tych półprzewodników oraz dyskwalifikuje ich użycie w przypadku oczyszczania strumieni wodnych odprowadzanych do środowiska naturalnego. Zmiany efektu toksykologicznego nie obserwowano w przypadku mieszanin wodnych z półprzewodnikami, które nie były naświetlane promieniami UV. Również naświetlanie mieszanin zawierających TiO₂ bez względu na formę nie wpłynęło na zmianę ich toksyczności.

EN

The efficiency of decomposition of organic pollutants during photocatalytic oxidation process depends on several factors, among which the type and dose of photocatalyst plays a significant role. According to literature, the most commonly used semiconductors in processes of water streams treatment are titanium dioxide and zinc oxide. The paper presents the change in toxicity of aqueous mixtures of photocatalysts unirradiated and irradiated with UV light with wavelength greater than 300 nm. Studies were carried out by the use of four semiconductor i.e. TiO₂ as a mixture of anatase and rutile, TiO₂ as a pure form of anatase, ZnO and pharmaceutical ZnO at a dose of 25, 50, 100 and 200 mg/dm³. Toxic effects were evaluated using the Microtox® bioassay. It has been demonstrated that the toxic response of the test organisms increases with the increase of the irradiation time of mixtures containing ZnO and ZnO pharmaceutical. That fact indicates a lack of photochemical stability of both semiconductors and disqualifies their use during the treatment of water streams which will be discharged into the environment. Changes in toxicological effects were not observed for semiconductors water mixtures, which were not irradiated with UV light. Also, the UV exposure of mixtures containing TiO₂ did not affect any change of their toxicity.

Słowa kluczowe

PL

TiO2; ZnO; promieniowanie UV; toksyczność roztworu

EN

TiO2; ZnO; UV irradiation; toxicity of solution

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 11, No. 1
• Strony: 201--209
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Kudlek 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]

autor

Bohdziewicz J.

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

autor

Kamińska G.

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

Bibliografia

• [1] Mahlambi MM, Ngila CJ, Mamba BB. J Nanomaterials. 2015; ID 790173;29. DOI: 10.1155/2015/790173.
• [2] Michal R, Sfaelou S, Lianos P. Molecules. 2014;19:19732-19750. DOI: 10.3390/molecules191219732.
• [3] Ismail AA, Bahnemann DW. Sol Energy Mat Sol C. 2014;128:85-101. DOI:10.1016/j.solmat.2014.04.037.
• [4] Pan Q, Freitag L, Kowacs T, Falgenhauer JC, Korterik JP, Schlettwein D, et al. Chem Commun. 2016;52:9371-9374. DOI: 10.1039/C6CC05222C.
• [5] Mozia S, Kułagowska A, Morawski AW. Molecules. 2014;19:19633-19647. DOI: 10.3390/molecules191219633.
• [6] Prihod'ko RV, Soboleva NM. J. Chem-NY. 2013;ID 168701:8. DOI: 10.1155/2013/168701.
• [7] Dong S, Feng J, Fan M, Pi Y, Hu L, Han X, et al. RSC Adv. 2015;5:14610-14630. DOI: 10.1039/C4RA13734E.
• [8] Wang AN, Teng Y, Hu XF, Wu LH, Huang YJ, Luo YM, et al. Sci Total Environ. 2016;541:348-355. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2015.09.023.
• [9] Boyjoo Y, Sun H, Liu J, Pareek VK, Wang S. Chem Eng J. 2016. DOI: 10.1016/j.cej.2016.06.090.
• [10] Sin JC, Lam SM, Mohamed AR, Lee KT. Int J Photoenergy. 2012;ID 514856:11. DOI: 10.1155/2012/514856.
• [11] Werle S, Dudziak M. Przem Chem. 2013;92:1350-1353. www.sigma-not.pl/publikacja-77829-evaluation-oftoxicity-of-sewage-sludge-and-gasification-waste-products.-ocena-toksyczno%C5%9Bci-osad%C3%B3w-%C5%9Bciekowych-oraz-produkt%C3%B3w-ubocznych-powstajacych-podczas-ich-zgazowania-przemyslchemiczny-2013-7.html.
• [12] Hsieh C-Y, Meng-Hsiun T, Ryan DK, Pancorbo OC. Sci Total Environ. 2004;320:37-50. DOI: 10.1016/S0048-9697(03)00451-0.
• [13] Zhang Y, Chen Z, Liu S, Xu Y-J. Appl Catal B. 2013;140-141:598-607. DOI:10.1016/j.apcatb.2013.04.059.
• [14] Chen Z, Zhang N, Xu Y-J. Cryst Eng Comm. 2013;15:3022-3030. DOI:10.1039/c3ce27021a.
• [15] Xu J, Chang Y, Zhang Y, Ma S, Qu Y, Xu C. Appl Surf Sci. 2008;255:1996-1999. DOI: 10.1039/c4ra12990c.
• [16] Yu ZB, Xie YP, Liu G, Lu GQ, Ma XL, Cheng H-M. J Mater Chem A. 2013;1:2773-2776. DOI: 10.1039/c5ta00402k.
• [17] Han C, Yang M-Q, Weng B, Xu Y-J. Chem Phys. 2014;16:16891-16903. DOI: 10.1039/c4cp02189d.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).