Comparative studies on elimination of estrogens and xenoetrogens by the oxidation processes

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

Identyfikatory

DOI

10.2428/ecea.2014.21(2)15

Warianty tytułu

PL

Badania porównawcze rozkładu estrogenów i ksenoestrogenów w procesach utleniania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The presence of organic micropollutants, especially the substances interfering with hormonal processes termed as endocrine disrupting chemicals EDCs, in surface waters is a potential threat to life and living organisms, including humans. Hazardous biological activity of these compounds (including toxicity) and high resistance to biodegradation necessitate research on their removal in conventional and non-conventional water treatment and wastewater treatment processes. The presented research was motivated by the increasingly frequent reports in the literature regarding the effectiveness of different advanced oxidation processes used for the elimination of micropollutants. In the present study the degradation efficiency for 17ß-estradiol (E2), 17α-ethinylestradiol (EE2) and bisphenol A (BPA) in the photolysis process (UV) and in the coupled photolysis and ozonation process (UV/O3) was evaluated in real and artificial municipal wastewater treatment plant effluent. The obtained results were compared for the degradation efficiency of the test compounds in deionised water. It was determined that both the use of the UV and UV/O3 processes enabled to achieve high degradation efficiencies for 17ß-estradiol and 17α-ethinylestradiol regardless of the treated solution. Degradation of the compounds in the processes occurred in a very short time. On the other hand, the efficiency of elimination of bisphenol A depended on the applied process and the physico-chemical composition of the solution. It was shown that the combination of photolysis with ozonation allowed achieving higher degree of degradation of the test compound than in the case of a single UV process. The study allowed also the identification of substances supporting the degradation of bisphenol A in the UV-O3 process.

PL

Obecność mikrozanieczyszczeń organicznych, a szczególnie substancji zakłócających procesy hormonalne z ang. Endocrine Disrupters Compounds EDCs w wodach powierzchniowych stanowi potencjalne zagrożenie dla zdrowia i życia organizmów żywych, w tym również dla człowieka. Niebezpieczna aktywność biologiczna tych związków (w tym również toksyczność) oraz duża odporność na biodegradację stwarza konieczność prowadzenia badań nad ich usuwaniem w konwencjonalnych i niekonwencjonalnych procesach uzdatniania wody i oczyszczania ścieków. W oparciu o coraz częstsze doniesienia w literaturze przedmiotowej dotyczące skuteczności zastosowania różnych technik zaawansowanego utleniania do eliminacji mikrozanieczyszczeń podjęto badania nad oceną efektywności eliminacji 17ß-estradiolu (E2), 17α-etynyloestradiolu (EE2) oraz bisfenolu A (BPA) z rzeczywistego i modelowego odpływu z oczyszczalni ścieków komunalnych w procesie fotolizy (UV) oraz w procesie łącznym fotoliza i ozonowanie (UV/O3). Uzyskane wyniki badań porównano pod kątem skuteczności rozkładu badanych związków dla wody zdejonizowanej. Określono, że zarówno zastosowanie procesu UV, jak i UV/O3 umożliwiło osiągnięcie wysokich stopni rozkładu dla 17ß-estradiolu oraz 17α-etynyloestradiolu bez względu na rodzaj oczyszczanego roztworu. Rozkład związków następował w bardzo krótkim czasie trwania procesów. Natomiast, efektywność eliminacji bisfenolu A zależała od zastosowanego procesu oraz składu fizykochemicznego roztworu. Wykazano, że połączenie fotolizy z ozonowaniem umożliwiło osiągnięcie wyższego stopnia rozkładu badanego związku, niż w przypadku pojedynczego procesu UV. Przeprowadzone wyniki badań umożliwiły również identyfikację substancji wspomagających rozkład bisfenolu A w procesie UV/O3.

Słowa kluczowe

EN

elimination of organic micropollutants; EDCs; 17ß-estradiol; 17α-ethinylestradiol; bisphenol A; wastewater treatment; photolysis; photolysis and ozonation

PL

eliminacja mikrozanieczyszczeń; EDCs; bisfenol A; 17ß-estradiol; 17α-etynyloestradiol; oczyszczanie ścieków; fotoliza; fotoliza i ozonowanie

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 21, nr 2
• Strony: 189--198
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., rys., wykr.

Twórcy

autor

Dudziak M.

• Institute of Water and Wastewater Engineering, Silesian University of Technology, ul. Konarskiego 18, 44–100 Gliwice, Poland, phone: [phone], fax: [phone]

autor

Burdzik-Niemiec E.

• Institute of Water and Wastewater Engineering, Silesian University of Technology, ul. Konarskiego 18, 44–100 Gliwice, Poland, phone: [phone], fax: [phone]

Bibliografia

• [1] Liu ZH, Kanjo Y, Mizutani S. Sci. Total Environ. 2009;407:731-748. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2008.08.039.
• [2] Campbell CG, Borglin SE, Green FB, Grayson A, Wozei E, Stringfellow WT. Chemosphere. 2006;65:1265-1280. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2006.08.003.
• [3] Snyder SA, Keith TL, Verbrugge DA, Snyder EM, Gross TS, Kannan K, Giesy J. Environ Sci Technol. 1999;33:2814-2820. DOI: 10.1021/es981294f.
• [4] Hai FI, Li X, Price WE, Nghiem LD. Bioresour Technol. 2011;102:10386-10390. DOI: 10.1016/j.biortech.2011.09.019.
• [5] Tadkaew N, Hai FI, McDonald JA, Khan SJ, Nghiem LD. Water Res. 2011;45:2439-2451. DOI: 10.1016/j.watres.2011.01.023.
• [6] Pereira VJ, Galinha J, Crespo MT, Crespo JG. Sep Purif Technol. 2012;95:89-96. DOI: 10.1016/j.seppur.2012.04.013.
• [7] 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.
• [8] Matejczyk M, Zalewski P. Kosmos. Problemy Nauk Biol. 2011;290-291:17-32.
• [9] Perkowski J, Kos L. Zastosowanie ozonu, £ódź: Polska Akademia Nauk; 2005.
• [10] Stuer-lauridsen F, Birkved M, Hansen LP, Holten Lützhøft H-C, Halling-Sørensen B. Chemosphere. 2000;40:783-793. DOI: 10.1016/S0045-6535(00)00152-1.
• [11] Toyama Y, Suzuki-Toyota F, Maekawa M, Ito C, Toshimori K. Archiv Histol Cytol. 2004;67:373-381. DOI: 10.1679/aohc.67.373.
• [12] Esplugas S, Gimenez J, Contreras S, Pascual E, Rodrigez M. Water Res. 2002;36:1034-1042. DOI: 10.1016/S0043-1354(01)00301-3.
• [13] 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.
• [14] Neamtu M, Frimmel FH. Water Res. 2006;47:3745-3750.DOI: 10.1016/j.watres.2006.08.019.