Dimetyloamina jako prekursor N-nitrozodimetyloaminy i formaldehydu w wodzie

• Autorzy: Andrzejewski P. , Dąbrowska A. , Fijołek L. , Szweda F.

Warianty tytułu

EN

Dimethylamine as a precursor to N-nitrosodimethylamine and formaldehyde in water

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy dokonano oceny ilości formaldehydu i N-nitrozodimetyloaminy powstających w reakcji dwutlenku chloru z wodnym roztworem dimetyloaminy. Zbadano również wpływ potencjalnych produktów utlenienia dimetyloaminy na potencjał tworzenia N-nitrozodimetyloaminy podczas procesu utleniania dwutlenkiem chloru. Wykazano, że di-metyloamina jest prekursorem co najmniej dwóch ubocznych produktów utleniania (formaldehyd i N-nitrozodimetyloamina), których zawartość jest regulowana w wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Zestawienie konwersji molowych dimetyloaminy do formaldehydu i N-nitrozodimetyloaminy z ich wartościami dopuszczalnymi w wodzie wskazuje, że N-nitrozodimetyloamina jest znacznie groźniejszym ubocznym produktem reakcji dwutlenku chloru z dimetyloaminą. Stwierdzona obecność dimetyloaminy w wodzie z Warty (5÷6 mg/m3) wskazuje na potencjalne niebezpieczeństwo powstawania formaldehydu i N-nitrozodimetyloaminy podczas stosowania w technologii oczyszczania wody silnych utleniaczy, takich jak dwutlenek chloru. Należy podkreślić, że procesy oczyszczania wody mogą wpływać na zawartość dimetyloaminy, a tym samym zwiększać bądź zmniejszać ryzyko tworzenia się obu produktów ubocznych utleniania.

EN

The quantities of formaldehyde (FA) and N-nitrosodimethylamine (NDMA) generated in the reaction of chlorine dioxide with the aqueous solution of dimethylamine (DMA) were assessed. Consideration was also given to the problem of how the DMA oxidation products may affect the potential of NDMA formation in the course of the chlorine dioxide oxidation process. It has been demonstrated that DMA is a precursor to at least two oxidation by-products (FA and NDMA), whose concentrations in the water intended for human consumption are subject to regulations. The comparison of molar conversions of DMA to FA and NDMA with their permissible values for water shows that of the two by-products NDMA is far more hazardous. The presence of DMA detected in the Warta river water (5 to 6 mg/m3) suggests potential risk that FA and NDMA will form when the treatment train involves strong oxidizers such as chlorine dioxide. It is essential to note that the treatment process applied impacts on the DMA content of the water, and thus increases or reduces the risk of generating both the oxidation by-products.

Słowa kluczowe

PL

dimetyloamina; dimetylohydroksyloamina; metylohydroksyloamina; N-nitrozodimetyloamina; formaldehyd; dwutlenek chloru

EN

dimethylamine; dimethylhydroxylamine; methylhydroxylamine; N-nitrosodimethylamine; formaldehyde; chlorine dioxide

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 33, nr 3
• Strony: 25--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., wykr.

Twórcy

autor

Andrzejewski P.

autor

Dąbrowska A.

autor

Fijołek L.

autor

Szweda F.

• Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Wydział Chemii, Zakład Technologii Uzdatniania Wody, ul. M. Drzymały 24, 60-613 Poznań,

Bibliografia

• 1. S. D.RICHARDSON: Drinking Water Disinfection By-products. In: R.A. MEYERS [Ed.]: The Encyclopedia of Environmental Analysis and Remediation. John Wiley & Sons, New York 1998.
• 2. A. DĄBROWSKA, B. KASPRZYK HORDERN, J. NAWROCKI: Aldehydes formation during water disinfection by ozonation and chlorination process. Global NEST Journal 2005, Vol. 7, No. 1, pp. 61–71.
• 3. www.epa.gov/iris/subst/index.html.
• 4. J. NAWROCKI, P. ANDRZEJEWSKI: Nitrosamines and water. Journal of Hazardous Materials 2011, Vol. 189, pp. 1–18.
• 5. P. ANDRZEJEWSKI, Ł. NAWROCKI, J. NAWROCKI: Rola dwutlenku manganu (MnO2) w powstawaniu N-nitrozodimetyloaminy (NDMA) w reakcji dimetyloaminy (DMA) z wybranymi utleniaczami w roztworach wodnych. Ochrona Środowiska 2009, vol. 31, nr 4, ss. 25–29.
• 6. P. ANDRZEJEWSKI, B. KASPRZYK-HORDERN, J. NA-WROCKI: The hazard of N-nitrosodimethylamine (NDMA) formation during water disinfection with strong oxidants. Desalination 2005, Vol. 176, pp. 37–45.
• 7. P. ANDRZEJEWSKI, B. KASPRZYK-HORDERN, J. NAWROCKI: N-nitrosodimethylamine (NDMA) formation during ozonation of dimethylamine-containing waters. Water Research 2008, Vol. 42, pp. 863–870.
• 8. P. ANDRZEJEWSKI, B. KASPRZYK-HORDERN, H. JELEŃ, J. NAWROCKI: N-nitrozodimetyloamina (NDMA) jako produkt ozonowania wodnych roztworów dimetyloaminy (DMA). Ochrona Środowiska 2007, vol. 29, nr 4, ss. 11–17.
• 9. P. ANDRZEJEWSKI, J. NAWROCKI: N-nitrosodimethylamine formation during treatment with strong oxidants of dimethylamine containing water. Water Science and Techno-logy 2007, Vol. 56, pp. 125–131.
• 10. P. ANDRZEJEWSKI, J. NAWROCKI: N-nitrosodimethyl-amine (NDMA) as a product of potassium permanganate reaction with aqueous solutions of dimethylamine (DMA). Water Research 2009, Vol. 43, pp. 1219–1228.
• 11. J. NAWROCKI, L. FIJOŁEK: Mechanizmy i skuteczność ozonowania katalitycznego w oczyszczaniu wody. Ochrona Środowiska 2009, vol. 31, nr 3, ss. 3–16.
• 12. L. YANG, Z. CHEN., J. SHEN, Z. XU, H. LIANG, J.TIAN, Y. BEN, X. ZHAI, W. SHI, G. LI: Reinvestigation of the nitrosamine-formation mechanism during ozonation. Environmental Science and Technology 2009, Vol. 43, pp. 5481–5487.
• 13. L. PADHYE, Y. LUZINOVA, M. CHO, B. MIZAIKOFF, J. KIM, C.-H. HUANG: PolyDADMAC and dimethylamine as precursors of N-nitrosodimethylamine during ozonation: Reaction kinetics and mechanisms. Environmental Science and Technology 2011, DOI: 10/1021/es104255e.
• 14. U. Von GUNTEN: Review: Ozonation of drinking water. Part I. Oxidation kinetics and product formation. Water Research 2003, Vol. 37, pp. 1443–1467.
• 15. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 18th Edition, APHA, Washington DC 1992.
• 16. F. SACHER, S. LENZ, H.-J. BRAUCH: Analysis of primary and secondary aliphatic amines in waste water and surface water by gas chromatography-mass spectrometry after derivatization with 2,4-dinitrofluorobenzene or benzenosulfonyl chloride. Journal of Chromatography 1997, Vol. 764, pp. 85–93.
• 17. A. DĄBROWSKA, J. ŚWIETLIK, J. NAWROCKI : Formation of aldehydes upon ClO2 disinfection. Water Research 2003, Vol. 37, pp. 1161–1169.
• 18. A. DĄBROWSKA, J. NAWROCKI: Controversies about the occurrence of chloral hydrate in drinking water. Water Re-search 2009, Vol. 43, pp. 2201–2208.