Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Sensitivity change of the modified carbon paste electrodes for detection of chlorinated phenoxyacetic acids

Białek Arkadiusz, Skrzypczyńska Katarzyna, Kuśmierek Krzysztof, Świątkowski Andrzej

Chemical and Process Engineering

|

2019

|

Vol. 40, nr 3

315-–325

EN

Carbon paste electrode (CPE) was modified with F-300 commercial activated carbon or Norit SX- 2 powdered activated carbon. CPEs were prepared for detection of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), 2,6-dichlorophenoxyacetic acid (2,6-D) and 2,4,6-trichlorophenoxyacetic acid (2,4,6-T). The electrochemical behavior of these materials was investigated employing cyclic voltammetry (CV) and differential pulse voltammetry (DPV). The modifier was found to enhance the electroactive surface area and the peak current in comparison to the bare (unmodified) carbon paste electrode. The intensity of the signal increased with the increase in adsorption ability of the modifiers. Compared to the unmodified electrode, all the new paste electrodes showed a much greater sensitivity for detection of chlorinated phenoxyacetic acids in water samples.

2

Zastosowanie P. arundinacea w fitoremediacji gleb skażonych wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi (WWA) oraz wybranymi herbicydami

Włóka D., Smol M., Placek A., Kacprzak M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2018

|

nr 102

185--201

PL

Celem przeprowadzonego eksperymentu było zbadanie możliwości zastosowania upraw roślin energetycznych, w postaci mozgi trzcinowatej (Phalaris arundinacea), w procesie fitoremediacji terenów zanieczyszczonych herbicydami z grupy fenoksykwasów (2,4-D, MCPA) oraz wybranymi WWA (suma 10 WWA zgodnie z Dz.U. 2016, 1395). Dodatkowo, w ramach doświadczenia przeprowadzono ocenę kinetyki wzrostu i rozwoju proponowanego gatunku roślin w odniesieniu do nawożenia gleby kompostem pochodzenia odpadowego, nano ditlenkiem krzemu oraz mieszanką tych materiałów. Z akres wykonanych badań obejmował dwumiesięczny test donicowy w warunkach ex-situ z wykorzystaniem dwóch serii badawczych (seria 1 – kontrole bez roślin; seria 2 – próby z roślinami). Wyniki uzyskane w trakcie realizacji prac badawczych, pozwoliły wykazać, iż zastosowanie P. arundinacea, w charakterze „czynnika remediacyjnego”, pozwala na znaczące zwiększenie efektywności usunięcia zanieczyszczeń organicznych z gleby. Niemniej jednak zaznaczyć należy, iż najlepsze efekty zarówno w kontekście efektywności procesu, jak i ilości pozyskiwanej biomasy, uzyskane zostały pod wpływem aplikacji nawozu organicznego w postaci kompostu. Dodatkowo zaobserwowano, iż stosowanie materiałów o wysokich właściwościach sorpcyjnych, w charakterze substancji współnawożącej, może znacząco zwiększyć efektywność biotycznych procesów rozkładu zanieczyszczeń organicznych w glebie. Podsumowując można stwierdzić, że proponowana technologia fitoremediacji charakteryzuje się wysoką efektywnością działania, a jej praktyczna implementacja przyczynić się może dodatkowo do zwiększenia udziału produkcji energii z alternatywnych form paliw odnawialnych.

EN

The aim of the experiment was to investigate the possibility of use of energy crops in the form of reed canary grass (Phalaris arundinacea) in the phytoremediation of soil contaminated with phenoxyacid herbicides (2,4-D, MCPA) and selected PAHs (total of 10 PAHs according to Journal of L aws 2016, 1395). In addition, as part of the work, an assessment of the proposed plant species growth and development, in relation to the fertilization of soil with waste origin compost, silicon di-oxide nano powder and mixture of those materials. The scope of the research includes a two-month ex-situ test, with use of two series of experimental pots (series 1 – samples without plants, series 2 – samples with plants). The data obtained during the execution of the experimental works, show that the use of P. arundinacea as a remediation agent can significantly improve the organic pollutants removal efficiency from soil. Nevertheless, it should be noted, that the best results, both in terms of process efficiency and biomass yield, were obtained in samples fertilized with compost. Additionally, it has also been observed that the use of materials with high sorption properties as co-fertilizer, can significantly improve the efficiency of the biotic decomposition of organic pollutants in soil. In conclusion, the proposed phytoremediation technology can be characterized as highly effective. The practical implementation of such a method, may also contribute to the future increase of the share of energy production from alternative forms of renewable fuels.

3

Badania adsorpcji-desorpcji herbicydów na granulowanym węglu aktywnym

Białek A., Kuśmierek K., Świątkowski A.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 9

1842--1846

PL

Zbadano kinetykę i adsorpcję równowagową kwasu 2,4-dichlorofenoksyoctowego (2,4-D) oraz kwasu 2-metylo-4-chlorofenoksyoctowego (MCPA) z roztworów wodnych na granulowanym węglu aktywnym WG-12. Badania kinetyczne pokazały, że MCPA adsorbował się szybciej niż 2,4-D. Kinetyka przebiegała zgodnie z równaniem pseudo II rzędu. Analizowano również wielkości adsorpcji w funkcji stężenia równowagowego. Uzyskane dane doświadczalne były dobrze opisane za pomocą równań izoterm Langmuira i Freundlicha. Zbadano również desorpcję 2,4-D i MCPA z użyciem acetonitrylu, metanolu i roztworów wodorotlenku sodu. Najlepszą wydajność procesu zaobserwowano w przypadku użycia acetonitrylu (po 8 h desorpcji uległo 29,6% 2,4-D i 27,0% MCPA).

EN

2,4-Dichlorophenoxyacetic (2,4-D) and 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic (MCPA) acids were adsorbed from aq. solns. onto WG-12 granular activated C to study the adsorption kinetics and equils. MCPA was adsorbed faster than 2,4-D. The kinetics was fitted well to the pseudo-second order model. The expt. isotherms were well described by the Langmuir and Freundlich equations. The desorption of 2,4-D and MCPA with MeCN, MeOH and NaOH solns. was also studied. The best desorption efficiency was obsd. when MeCN was used.

4

Wpływ chemii powierzchni węgli aktywnych na adsorpcję kwasu 2,4-dichlorofenoksyoctowego

Kuśmierek K., Świątkowski A.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2016

|

T. 19, nr 2

255--263

EN

The aim of this study was to investigate the effect of surface chemistry of the activated carbons on the adsorption of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D). The 2,4-D was adsorbed on non-modified Norit R3-ex activated carbon (AC-NM) as well as on activated carbons modified by oxidation with concentrated nitric acid (AC-HNO3) and by heat treatment in ammonia at 900°C (AC-NH3). Adsorption isotherms of the 2,4-D on the activated carbons were analyzed using the Freundlich, Langmuir and Langmuir-Freundlich models. The Langmuir equation was slightly better fitted to the experimental data with the correlation coefficients better than 0.99. The values of the Langmuir maximum adsorption capacity (qm) were 2.945, 2.740 and 3.297 mmol/g for the AC-NM, AC-HNO3 and AC-NH3 activated carbons, respectively. The adsorption capacity of the activated carbons increased in the order: AC-HNO3 < AC-NM < AC-NH3. The best adsorbent was activated carbon with basic properties, while the worst adsorption properties were observed for the activated carbon with acidic properties. The acid treatment of activated carbon produced a large number of oxygen-containing functional groups on the carbon surface as it increases its acidic property and, in consequence, reduces the adsorption of the 2,4-D. The treatment of activated carbon with ammonia at high temperature leads to the formation of nitrogen-containing groups. The basic properties of the carbon surface enhance the interaction between activated carbon and acid molecules (dipole-dipole, H-bonding, covalent bonding) causing the increased adsorption of the 2,4-D from water. The effect of pH on the adsorption of 2,4-D onto activated carbons was also studied. The adsorption of the 2,4-D was almost constant at the pH range of 2.0-2.6 and decreased with the further increasing in the pH. The solution pH determines the adsorbent charge and the protonation or dissociation of the adsorbate. The pKa of 2,4-D is 2.8, and at a pH greater than the pKa value, the herbicide existed predominantly in anionic forms. As the pH increased, the degree of dissociation of 2,4-D increased, thereby making it more negatively charged. The values of the point of zero charge (pHPZC) were 6.10, 3.35 and 7.85 for the AC-NM, AC-HNO3 and AC-NH3 activated carbons, respectively. At pH of less than the pHPZC, the surface of the carbon had a net positive charge; at a pH greater than pHPZC, the surface had a net negative charge. The large reduction in the 2,4-dichlorophenoxyacetic acid adsorption at highly basic conditions can be attributed to the electrostatic repulsion between the negatively charged activated carbons and the dissociated 2,4-D molecules. The experimental results demonstrate that the surface chemistry of the activated carbons affects significantly the adsorption of the 2,4-D and should be taken into account when choosing an adsorbent for the removal of the herbicide from water.

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu chemii powierzchni węgli aktywnych na adsorpcję kwasu 2,4-dichlorofenoksyoctowego (2,4-D) z wody. Adsorpcję prowadzono na węglu Norit R3-ex o niemodyfikowanej powierzchni (AC-NM), na węglu utlenionym stężonym kwasem azotowym(V) (AC-HNO₃) oraz węglu wygrzewanym w amoniaku w temperaturze 900°C (AC-NH₃). Do opisu adsorpcji zastosowano równania Freundlicha, Langmuira i Langmuira-Freundlicha. Pojemność adsorpcyjna badanych węgli wzrastała w kolejności AC-HNO₃<3. Najlepszym adsorbentem okazał się węgiel aktywny o zasadowym charakterze (AC-NH₃), najgorsze właściwości adsorpcyjne zaobserwowano dla węgla aktywnego o kwaśnych właściwościach (AC-HNO₃). Zbadano również wpływ pH na adsorpcję 2,4-D z wody. Adsorpcja zmniejszała się wraz ze wzrostem pH roztworu, spadek ten był skorelowany z właściwościami kwasowo-zasadowymi powierzchni adsorbentów. Wyniki pokazały, że chemia powierzchni węgli aktywnych jest ważnym czynnikiem wpływającym na adsorpcję 2,4-D z wody i powinna być brana pod uwagę przy wyborze adsorbentu do usuwania herbicydu z wody w celu zmaksymalizowania skuteczności procesu oczyszczania.

5

Usuwanie z wody herbicydu 2,4-D na wybranym węglu aktywnym

Wawrzyniak P., Stępniak L.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2016

|

T. 19, nr 3

363--377

EN

Among anthropogenic pollution large group of compounds are pesticides, especially herbicides. Tens of thousands of products used in agriculture, horticulture, forestry or fisheries pose a major threat to the environment. Many of the substances used are carcinogenic, mutagenic or teratogenic, also largely responsible for allergies. But above all, they have a major impact on environmental degradation. Many of these substances are harddegradable compounds. Applied to the soil environment, they leak with run-off water into the groundwater and contaminate the whole environment, and hinder water treatment. The aim of the study was to assess the effectiveness of the intensification of the process of adsorption of 2,4-D from water on the carbon filters. A modification of this system based on the action of the ultrasonic field solution was then subjected to filtration. The principle of operation is based on ultrasound disintegration of macromolecules, and on oxidation by the generation of reactive free radicals. Such modified molecules become more adsorbable within the pores of the adsorbent, and better biodegradable. Intensification of the process could allow for simplification of the technological line, shortening its work and increase the efficiency of treated water. The use of ultrasonic field as a means of supporting the process of adsorption on activated carbon bed brought the desired effect. This is best seen on a bed of activated carbon and basic activated carbon-assisted activated sludge. In the process of removal of 2,4-D in biological systems in activated carbon deposits unmodified, but better results were obtained for beds with biopreparation. Analysis indicator EMS led that the process predominantly deposits were sorption, while degradation occurred only in a small margin. This is correlated with the dwindling microorganisms on activated carbon. According to literature reports, the number is the highest in the upper layer of the bed. It has been observed the increase of the number of microorganisms on a bed of biopreparation the filtered solution of the 2,4-D modified ultrasonic field.

PL

Wśród zanieczyszczeń antropogenicznych dużą grupę związków stanowią pestycydy, głównie herbicydy. Kilkadziesiąt tysięcy preparatów stosowanych w rolnictwie, sadownictwie, leśnictwie czy rybołówstwie jest ogromnym zagrożeniem dla stanu środowiska. Wiele z nich to substancje kancerogenne, mutagenne lub teratogenne, a dodatkowo w dużej mierze odpowiadają za alergie, ale przede wszystkim mają znaczny wpływ na degradację środowiska. Wiele z tych substancji jest związkami trudnodegradowalnymi. Stosowane na środowiska glebowe wraz ze spływami wód przedostają się do wód podziemnych i skażają całe środowisko, a także utrudniają uzdatnianie wody. Celem pracy była ocena skuteczności intensyfikacji procesu adsorpcji 2,4-D (kwas 2,4 dichlorofenoksyoctowy) na filtrach węglowych. Modyfikacja tego układu polegała na działaniu polem ultradźwiękowym na roztwór poddany następnie filtracji. Zasada działania ultradźwięków polega na dezintegracji związków wielkocząsteczkowych oraz ich utlenianiu poprzez wytworzone wysokoreaktywne wolne rodniki. Oczekuje się, że tak zmodyfikowane cząsteczki staną się potencjalnie lepiej adsorbowalne wewnątrz porów adsorbentu, jak również lepiej biodegradowalne. Intensyfikacja procesu adsorpcji pozwoliłaby na uproszczenie ciągu technologicznego, skrócenie czasu uzdatniania wody i zwiększenie wydajności stacji wodociągowej. Wiele doniesień literaturowych dotyczy skuteczności usuwania z wody pestycydów, takich jak związki DDT (od lat niewykorzystywany), MCPA. Jednak źródła literaturowe z Polski dowodzą występowania wśród zanieczyszczeń pestycydowych w wodach rzecznych również kwasu 2,4-dichlorofenoksyoctowego. Uznano zatem za uzasadniony wybór tej substancji do badań. Wyniki przeprowadzonych badań potwierdzają uzyskanie zadowalających rezultatów w procesie ultradźwiękowej intensyfikacji procesu sorpcji, a w mniejszym stopniu biodegradacji 2,4-D na złożu węglowym.

6

Potencjał aplikacyjny herbicydowych cieczy jonowych

Praczyk T.

Chemik

|

2016

|

Vol. 70, nr 9

485--490

PL

Herbicydowe ciecze jonowe to sole organiczne zawierające jon lub jony działające fitotoksycznie, charakteryzujące się temperaturą topnienia poniżej 100°C. Przedstawiono najważniejsze właściwości fizyko-chemiczne oraz skuteczność działania na chwasty cieczy jonowych z anionem 2,4-D, MCPA i glifosatu. Związki te są praktycznie nielotne, dzięki czemu możliwe jest zmniejszenie ujemnego oddziaływania herbicydów na ludzi i środowiska.

EN

Herbicidal ionic liquids are organic salts that contain a phytotoxic ion or ions, with a melting point below 100°C. The paper presents the most important physicochemical properties and the effectiveness of ionic liquids with the following anions 2,4-D, MCPA and glyphosate against weeds. These compounds are virtually non-volatile, which makes it possible to reduce the negative effect of herbicides on humans and the environment.

7

Fotokatalityczna degradacja herbicydów : nowe katalizatory na bazie TiO2

Ożóg S.

Wiadomości Chemiczne

|

2015

|

[Z] 69, 7-8

606--616

EN

Over the past few decades a rapid increase in standard of living is observed. Rapid urbanization and development of new technologies, which are focused on the needs of a modern society, influence negatively the environment. The present policy of sustainable development is focused on the principles of rational use of scarce resources and raw materials. New technologies should comply with a number of requirements: efficiency, low costs and a low impact on the environment. Photocatalytic processes are the answer for these requirements. Photocatalysis can be used in many aspects of everyday life, offering self-cleaning surfaces, photo-drugs (e.g. for photodynamic therapy) and even photovoltaic devices. Photocatalytic degradation of pollutants in the presence of inorganic photocatalysts (e.g. TiO2 or ZnO) is one of the available methods of removing impurities from aqueous and gaseous phases. The main advantage of this process is the lack of wastes and formation of carbon dioxide, water and simple inorganic ions as end- -products. The aim of our work was to develop new TiO2-based photocatalysts doped with tungsten and molybdenum oxides. A series of materials with different content of the dopants, calcined at various temperatures, was prepared. The photocatalytic activity of the materials was determined following the degradation of two model herbicides: 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid (2,4,5-T). These compounds are used for the control of weed growth on crop plantations, but in a high dosage they can lead to destruction of the plants. They are readily soluble in water, therefore their use is simple, but brings a great risk to aquatic organisms and people. Photocatalytic degradation of herbicides is the main goal of the 4G-PHOTOCAT project. The efforts are directed towards development of a low-cost photocatalytic paint, that could be used in reactors for groundwater purification. The active ingredient of the paint is a composite material based on TiO2 modified with other metal oxides.

8

Badania estrów alkilowych kwasu 2,4-dichlorofenoksyoctowego (2,4-D) i kwasu 4-chloro-2-metylofenoksyoctowego (MCPA)

Krawczyk M., Legocki J.

Przemysł Chemiczny

|

2007

|

T. 86, nr 6

506-509