Advanced oxidation of the polycyclic musk fragrances with using UV and UV/H_2O_2 processes

• Autorzy: Felis E. , Alder A.C. , Surmacz-Górska J. , Miksch K.

Warianty tytułu

PL

Zaawansowane utlenianie policyklicznych związków piżma w procesach UV i UV/H_2O_2

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The polycyclic musk fragrances AHTN (Tonalide) and HHCB (Galaxolide) are the most common components of cosmetics and detergents. Use of AHTN and HHCB per year (in the USA and in EU) was estimated at 1500 Mg and 3800 Mg, respectively. Because of their persistent character, musk compounds are introduced into environment mostly via urban sewage treatment plant effluents. The aim of the presented research was to assess the receptivity of AHTN and HHCB to the oxidation by means of UV-radiation and in the UV/H2O2 process. The investigations were performed in the treated wastewater and the drinking water. After 8 minutes, in all experiments performed on drinking water, the degradations of AHTN and HHCB in the range of 99% were observed. The removal of HHCB from wastewater by means of UV radiation exceeded up 93% (after 8 minutes of the process), whereas the disappearance degree of this compound in wastewater, after only 3 minutes of UV/H_2O_2 process, exceeded 99%. The degradation constant rate for AHTN in drinking water using UV radiation was equal to 0.764 min^-1 when the degradation rate of HHCB was estimated at 0.634 min1. In the wastewater, the coefficient rate of HHCB degradation by means of UV/H_2O_2 was nearly 4.5 times higher (1.580 min') in comparison to the value obtained by direct photolysis of HHCB (0.354 min^-1).

PL

AHTN (Tonalid) i HHCB (Galaksolid) są najczęściej stosowanymi substancjami zapachowymi z grupy policy-klicznych związków piżma. Używane są zwykle jako składniki perfum lub detergentów. W krajach Unii Europejskiej i w Stanach Zjednoczonych (łącznic) roczne zużycie AHTN szacowane jest na 1500 Mg, a HHCB na 3800 Mg. Ze względu na swoje właściwości, substancje te nie są usuwane w biologicznych procesach oczyszczania ścieków i wraz ze ściekami oczyszczonymi przedostają się do środowiska. Celem prezentowanych badań było określenie podatności AHTN i HHCB na utlenienie za pomocą promieniowania UV i w procesie UV/H_2O_2. Badania prowadzone były w ściekach oczyszczonych i w wodzie pitnej. We wszystkich eksperymentach prowadzonych w wodzie pitnej, już po 8 minutach procesu, obserwowano rozkład AHTN i HHCB na poziomic 99%. W ściekach, po 8 minutach utleniania HHCB promieniami UV, stopień rozkładu tej substancji przekroczył 93%. Podczas utleniania HHCB w procesie UV/H_2O_2, już po 3 minutach, stopień rozkładu tego związku przekroczył 99%. Wartość stałej szybkości rozkładu AHTN w wodzie pitnej pod wpływem promieniowania UV wyniosła 0,764 min^-1, a wartość stałej szybkości rozkładu HHCB wyniosła 0,634 min.'1. W ściekach wartość stałej szybkości rozkładu HHCB w procesie UV/H_2O_2 była prawic 4,5 razy większa (1,580 min.1) w porównaniu z wartością stałej szybkości rozkładu tego związku w procesie fotolizy bezpośredniej (0,354 min.^-1).

Słowa kluczowe

EN

AHTN; HHCB; UV radiation; first order rate constant

PL

Tonalid; Galaksolid (HHCB); promieniowanie UV; wartość stałej szybkości rozkładu

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 34, no. 1
• Strony: 13--23
• Opis fizyczny: bibliogr. 18 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Felis E.

autor

Alder A.C.

autor

Surmacz-Górska J.

autor

Miksch K.

• Silesian University of Technology, Environmental Biotechnology Department Ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Poland

Bibliografia

• [1] Boltran F.J., M. Gonzalez, J.F. Gonzalez: Industrial wastewater advanced oxidation. Part 1: UV radiation in the presence and absence of hydrogen peroxide, Water Res., 31, 2405-2414 (1997).
• [2] Eschke H.-D., H.-J. Dibowski, J. Traud: Studies on the occurrence ofpolycyclic musk fragrances in different environmental compartments, 2. communication (in German), UWSF. - Z., Umwcltchcm. Ocko-toxikol.,7, 131-138(1995).
• [3] Eschke H.-D., J. Traud, H.-J. Dibowski: Studies on the occurrence of polycyclic musk fragrances in different environmental compartments, 1. communication (in German), UWSF. - Z., Umwcltchcm. Ocko-toxikol., 6, 183-189(1994).
• [4] Esplugas S., J. Gimenez, S. Contreras, E. Pascual, M. Rodriguez: Comparison of different advanced oxidation processes for phenol degradation. Water Res., 36, 1034-1042 (2002).
• [5] Franke S., S. Hildebrandt, J. Schwarzbauer, M. Link, W. Francke: Organic compounds as contaminants of the River Elbe and its tributaries, part II: GC/MS screening for contaminants of the Elbe water, Frc-scnius J. Anal., 353, 3949 (1995).
• [6] Fromme H., Th. Otto, K. Pilz: Polycyclic musk fragrances in different environmental compartments in Berlin (Germany), Water Res., 35, 121-128 (2001).
• [7] Heberer Th.: Occurrence, fate, and assessment of polycyclic musk residues in the aquatic environment of urban areas - a review, Acta Hydrochim. Hydrobiol., 30, 227-243 (2002).
• [8] Huber M., S. Canonica, G.-Y. Park, U. Gunten von: Oxidation of Pharmaceuticals during Ozonation and Advanced Oxidation Processes, Environ. Sci. Tcchnol., 37, 1016-1024 (2003).
• [9] Joss A., E. Keller, A. Alder, A. Goebel, Ch. McArdell, Th. Ternes, H. Siegrist: Removal of pharmaceuti-cals and fragrances in biological wastewater treatment, Water Res., 39, 3139-3152 (2005).
• [10] Llompart M., C. Garcia-Jares, C. Salgado, M. Polo, R. Cela: Determination of musk i ompounds in sewage treatment plant sludge samples by solid-phase microextraclion, J. Chromatogr. A, 999, 185-193 (2003).
• [11] Packer J., J. Werner, D. Latch, K. McNeill, W. Arnold: Photochemical fate of Pharmaceuticals in the environment: Naproxen, diclofenac, clofibric acid and ibuprofen, Aquat. Sci., 65, 342-351 (2003).
• [12] Pigon K., Z. Ruziewicz: Chemia fizyczna, PWN, Warszawa 1980.
• [13] Rimkus G.: Polycyclic musk fragrances in the aquatic environment, Toxicol. Lett., III, 37-56 (1999).
• [14] Rimkus G., M. Wolf: Polycyclic musk fragrances in human adipose tissue and human milk, Chemo-spherc, 33, 2033-2043 (1996).
• [15] Sommer C: The role of Musk and Musk Compounds in the Fragrance Industry. Syntetic Musk Fragrances in the Environment, The Handbook ofEnvironmental Chemistry, vol. 3, part X, 1-16, Springer Verlag, Berlin - Heidelberg 2004.
• [16] Ternes Th., M. Bonerz, N. Herrmann, D. Locffler, E. Keller, B. Lacida, A. Alder: Determination ofphar-maceuticals, iodinated contrast media and musk fragrances in sludge by LC/tandem MS and GC/MS, J. Chromatogr. A, 1067, 213-223 (2005).
• [17] Ternes Th., N. Herrmann, M. Bonerz, Th. Knacker, H. Sicerist. A. Joss- A rapid method to measure the solidl-water distribution coefficient (KJ for pharmaceuticals and musk fragrances in sewage sludge, Water Res., 38, 4075-4084 (2004).
• [18] Vogna D., R. Marotta, A. Napolitano, R. Andreozzi, M. d'Ischia: Advanced oxidation of the pharmaceutical drug diclofenac with UV/H_2O, and ozone, Water Res., 38, 414-422 (2004).