Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena efektywności procesu fotodegradacji barwników azowych w obecności tlenku cynku

Adamek E., Baran W., Szołtysek-Bołdys I., Sobczak A.

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 2

523--531

PL

Trudności w usuwaniu zanieczyszczeń pochodzących z przemysłu włókienniczego (tzw. barwne ścieki) stanowią ważny problem, głównie w krajach rozwijających się. Jest to spowodowane m.in. trwałością i odpornością barwników na procesy biodegradacji oraz niecałkowitym usuwaniem w oczyszczalniach ścieków. Jednym z rozwiązań może być połączenie konwencjonalnego oczyszczania z tzw. metodami pogłębionego utleniania, do których zalicza się procesy fotokatalityczne. Celem niniejszej pracy była ocena efektywności procesu fotokatalitycznej degradacji barwników azowych (kationowych i anionowych) w ich roztworach wzorcowych w obecności tlenku cynku (ZnO) jako fotokatalizatora. Dla roztworu każdego barwnika, przy różnym pH (3,0-10,5) oraz dla różnych ilości ZnO (25-500 mg), wyznaczano stopień adsorpcji, stopień fotodegradacji oraz stałe szybkości reakcji degradacji. Stwierdzono, że wszystkie badane barwniki były odporne na fotolizę, a w obecności ZnO i pod wpływem promieniowania UV uległy fotokatalitycznej degradacji. Omawiane procesy rozkładu przebiegały każdorazowo zgodnie z kinetyką reakcji pseudopierwszego rzędu względem degradowanego barwnika. Najkorzystniejsze warunki do przeprowadzenia fotokatalitycznej degradacji dla prawie wszystkich barwników to pH 8,5-9,5 oraz 1,0 g ZnO/dm3. Wykazano również zależność pomiędzy stopniem adsorpcji barwników na powierzchni fotokatalizatora i stopniem ich fotodegradacji a pH roztworu i budową barwnika.

EN

Difficulties in removing of pollutants from textile industry (the so-called coloured effluent) are a significant problem, particularly in the developing countries. It is caused by, among other, stability and resistance of dyes to biodegradation processes and incomplete removal of dyes in wastewater treatment plants. One of the solutions may be a combination of the conventional, mechanical-biological treatment with advanced oxidation processes, which include photocatalytic processes. The aim of this study was to evaluate the efficiency of photocatalytic degradation of azo dyes (cationic and anionic) in the standard solutions in the presence of zinc oxide (ZnO) as a photocatalyst. The degree of dyes adsorption, the degree of photodegradation and reaction rate constants were determined in each dye solution at different pH values (3.0-10.5) and at different amounts of ZnO (25-500 mg). All the investigated azo-dyes were resistant to photolysis and they underwent the photocatalytic degradation in the presence of ZnO and under UV-irradiation. In each case the processes were carried out in accordance with the kinetics of pseudo-first order reaction with respect to the degraded dye. The most favourable conditions to the photocatalytic degradation for almost all azo-dyes were: pH 8.5-9.5 and 1.0 g ZnO/dm3. Additionally, a relationship between the degree of dyes adsorption on the photocatalyst surface, the degree of photodegradation and pH of the dyes solutions and the dye structure was also stated.

2

Fotokatalityczna degradacja gentamycyny w roztworach wodnych

Makowski A., Baran W., Adamek E., Nocoń W.

Proceedings of ECOpole

|

2011

|

Vol. 5, No. 2

561--566

PL

Metody zawansowanego utleniania polegające na powstawaniu wysokoreaktywnych rodników hydroksylowych są stosowane do usuwania substancji leczniczych z roztworów wodnych. Mogą być stosowane do degradacji antybiotyków i ich metabolitów do związków przejściowych, które następnie ulegają łatwiejszej biodegradacji. Same antybiotyki należą do tzw. związków refrakcyjnych, czyli nieulegających łatwo biodegradacji. Roztwory gentamycyny naświetlano promieniowaniem UV λ = 366 nm w obecności fotokatalizatora P 25 Degussa. Zawartość gentamycyny badano metodą HPLC. Stałe szybkości fotokatalitycznego rozkładu wyznaczano z zależności logC/Co od czasu trwania procesu. Jony żelaza i kobaltu przyspieszają proces fotokatalitycznego rozpadu gentamycyny, natomiast jony miedzi, wapnia i magnezu spowalniają ten proces. Na powierzchni P 25 następuje proces adsorpcji gentamycyny; proces ten nasila się w obecności jonów metali, zwłaszcza jonów żelaza. Najszybsza mineralizacja gentamycyny następuje również w obecności jonów żelaza. Jony żelaza, wapnia i magnezu tworzą kompleksy z gentamycyną o stosunku molowym 1:1, rozpadające się w trakcie naświetlania. Jony miedzi osadzają się na powierzchni fotokatalizatora podczas procesu fotokatalitycznego.

EN

Drugs and their metabolites belong to the group of compounds which can be micropollutants present in surface waters, sewage and soil. The widespread use of pharmaceuticals for the human health care results in their undesirable accumulation in the environment. The most hazardous groups of drugs are antibiotics because they are hardly biodegradable and can cause the formation of a drug resistance in numerous bacteria strains. The aim of the work was to investigate of the photocatalytic degradation of aminoglycoside antibiotic, namely gentamicin, the influence of metal ions (Fe2+, Co2+, Cu2+, Mg2+ and Ca2+). It was stated that the iron and cobalt ions accelerated the process of the photocatalytic degradation of gentamicin, while copper, calcium and magnesium slowed down this process. It was observed the adsorption of gentamicin on the photocatalyst surface. The fastest mineralization of organic substances was obtained in the presence of iron ions. It was found that the iron ions formed stable complexes with gentamicin (in the molar ratio 1:1).

3

Fotokatalityczna degradacja cefuroksymu w roztworach wodnych

Makowski A., Adamek E., Baran W., Sobczak A., Nocoń W.

Proceedings of ECOpole

|

2011

|

Vol. 5, No. 2

547--552

PL

Leki i ich metabolity są mikrozanieczyszczeniami ścieków, gleby i wód powierzchniowych. Najbardziej niebezpieczne wśród nich są antybiotyki, gdyż jako związki tzw. refrakcyjne są trudno biodegradowalne i powodują powstawanie zjawiska lekooporności wielu szczepów bakterii. Zaawansowane metody utleniania (AOP) są rozwijanymi powszechnie technologiami oczyszczania ścieków, wód gruntowych i powierzchniowych z zanieczyszczeń organicznych. Polegają one na generowaniu rodników hydroksylowych (OH), o wysokim potencjale utleniającym, które są zdolne zmineralizować związki organiczne. Roztwory antybiotyków naświetlano promieniowaniem UV λ = 366 nm w obecności fotokatalizatora P 25 Degussa. Zawartość cefuroksymu i jego produktów przejściowych w czasie fotokatalitycznej degradacji badano metodą HPLC. Kationy metali obecne w roztworze mogą zmieniać szybkość fotokatalitycznej degradacji, gdyż mogą adsorbować się na powierzchni fotokatalizatora i tworzyć połączenia kompleksowe. Stałe szybkości fotokatalitycznego rozkładu cefuroksymu wyznaczano z zależności logC/Co od czasu trwania procesu. Jony żelaza przyspieszają ten proces, natomiast jony ceru, miedzi, magnezu i wapnia spowalniają go. Na powierzchni fotokatalizatora adsorbuje się cefuroksym, szczególnie gdy w roztworze są obecne jony żelaza.

EN

In the recent years, much attention has been given to the micropollutans in the environment, ie drugs and their metabolites. Beta lactams antibiotics, such as penicillin, ampicillin and cefuroxime are excreted in an unchanged form (60÷90%). It can be threat to human health because the presence of antibiotics in the environment causes the evolution of drug-resistance in several bacteria strains. The advanced oxidation methods are used to remove antibiotics from water solutions.They can be effectively used to degrade antibiotics to the intermediate metabolites, which are then easily biodegradable. The objective of this work was to study the photocatalytic degradation of cefuroxime and the effect of metal ions Fe3+, Cu2+, Ca2+, Mg2+ and Ce3+ as well as determination of the optimal pH range for this process.The solutions were irradiated with 366 nm in presence of TiO2 P 25 as a photocatalyst. It was stated that the addition of iron to the cefuroxime solution increased the rate in the photocatalytic degradation while the copper, calcium, magnesium and cerium ions decreased the degradation rate of antibiotic. It was noticed the adsorption of cefuroxime on the photocatalyst surface. The optimum pH range for the photodegradation process was 6.1. Moreover, the TOC concentrations were compared during the photocatalytic degradation in cefuroxime solutions and in solutions with iron ions. Interactions of cefuroxime with Fe3+ and Ca2+ ions were measured using conductometric method. It was observed that these meatals formed complexes with cefuroxime in the molar ratio 1:1.

4

Fotokatalityczna degradacja doksycykliny w roztworach wodnych

Makowski A., Sobczak A., Wcisło D., Adamek E., Baran W., Kostecki M.

Proceedings of ECOpole

|

2009

|

Vol. 3, No. 1

87--94

PL

Wśród substancji stanowiących mikrozanieczyszczenia wód powierzchniowych, ścieków i gleby znajdują się leki i ich metabolity. Najbardziej niebezpieczne są antybiotyki, gdyż są trudno biodegradowalne i wywołują powstawanie zjawiska lekooporności wielu szczepów bakterii. Zaawansowane procesy utleniania są powszechnie akceptowanymi technologiami oczyszczania ścieków, wód gruntowych i powierzchniowych z opornych i trudno biodegradowalnych zanieczyszczeń organicznych. Polegają one na generowaniu rodników hydroksylowych (•OH) o wysokim potencjale utleniającym, które są zdolne zmineralizować związki organiczne. Roztwory antybiotyków naświetlano promieniowaniem UV λ = 366 nm w obecności fotokatalizatora P 25 firmy Degussa. Zawartość doksycykliny i jej produktów przejściowych podczas fotokatalitycznej degradacji badano metodą HPLC. Stałe szybkości fotokatalitycznego rozkładu doksycykliny wyznaczano z zależności logC/Co od czasu trwania procesu. Jony żelaza i kobaltu przyśpieszają proces fotokatalitycznego rozpadu doksycykliny, natomiast jony miedzi, wapnia, magnezu i jony fosforanowe spowalniają ten proces. Na powierzchni P 25 następuje proces adsorpcji doksycykliny, największy w przypadku obecności w roztworze jonów żelaza. Jony miedzi ulegają w trakcie procesu redukcji i miedź osadza się na powierzchni fotokatalizatora. Optymalnym odczynem podczas procesu jest pH równe 6,8; nie znaleziono jednak korelacji pomiędzy stałymi szybkości rozpadu doksycykliny a pH roztworu.

EN

Drugs and their metabolites are among substances which micro-pollute surface waters, sewage and soil. Antibiotics are the most hazardous, as they are hardly biodegradable and trigger the formation of drug resistance of numerous bacteria strains. The advanced oxidation processes (OP) are widely accepted techniques for removing resistant and hardly biodegradable organic pollutants from sewage, as well as ground and surface waters. They involve generating hydroxylic radicals (•OH) with high oxidation potential, which are able to mineralize organic compounds. This work aims at testing the photocatalytic degradation of doxycycline and the influence of metal ions Fe3+, Cu2+, Ca2+, Mg2+, Co2+ and phosphate ions on this process, as well as at determining the optimum pH range for this process. The solutions were irradiated with UV λ = 366 nm in the presence of P 25 Degussa photocatalyst. The content of doxycycline and its transient products during photocatalytic degradation was tested using the HPLC method. To estimate the photocatalytic degradation rate constants of doxycycline, the relationship log C/Co from time of duration of photocatalytic process were determined. The iron and cobalt ions accelerate the process of photocatalytic doxycycline breakdown, while the copper, calcium, magnesium and phosphate ions slow down this process. The process of doxycycline adsorption takes place in the presence of metal ions, particularly iron. The fastest mineralization of organic substances takes place in the presence of iron ions. The copper ions are reduced during the process and copper forms a deposit on the photocatalyst. The optimum pH of the solution during the photocatalytic process is 6.8. However, no correlation was found between the constants of doxycycline breakdown rate and and pH of the solution.

5

Fotokatalityczna degradacja ampicyliny w roztworach wodnych

Makowski A., Sobczak A., Wcisło D., Adamek E., Baran W., Nocoń W.

Proceedings of ECOpole

|

2009

|

Vol. 3, No. 1

81--86

PL

Metody zaawansowanego utleniania, polegające na generowaniu reaktywnych rodników hydroksylowych, są stosowane do usuwania antybiotyków z roztworów wodnych. Mogą być też stosowane do degradacji antybiotyków do związków przejściowych, które następnie ulegają łatwiej biodegradacji. Roztwory antybiotyków naświetlano promieniowaniem UV λ = 366 nm w obecności fotokatalizatora P 25 Degussa. Zawartość ampicyliny i jej produktów przejściowych w trakcie fotodegradacji badano metodą HPLC. Stałe szybkości rozkładu ampicyliny wyznaczano z zależności logC/Co od czasu trwania procesu. Dodatek jonów żelaza do roztworu ampicyliny powoduje nieznaczny spadek szybkości jej degradacji. Wpływ jonów miedzi zależy od stosunku molowego metalu do antybiotyku. Wpływ jonów wapnia na szybkość rozpadu ampicyliny jest niewielki, natomiast w przypadku jonów magnezu i jonów kobaltu powoduje spadek szybkości degradacji ampicyliny. Na powierzchni katalizatora P 25 adsorbuje się ampicylina; proces ulega zmianie w obecności jonów metali i jonów fosforanowych.

EN

The advanced oxidation methods are applied to remove antibiotics from water solutions. They involve generating hydroxylic radicals (.OH) with high oxidation potential, which are able to mineralize organic compounds. They can be use to degrade antibiotics to transient metabolites, which are then easily biodegradable. They were irradiated with UV λ = 366 nm in the presence of P 25 Degussa photocatalyst. The level of ampicillin and its transient products during photocatalytic degradation was tested using the HPLC method. To estimate the photocatalytic degradation rate constants of ampicillin, the relationship log C/Co from time of duration of photocatalytic process were defined. The addition of iron ions to the ampicillin solution slightly slows down its photocatalytic degradation. The influence of copper ions on the speed of ampicillin degradation depends on the molar ratio of metal to antibiotic. The influence of calcium ions on the speed of ampicillin breakdown is not too significant, while in the case of magnesium ions, similar to cobalt ions, the ampicillin breakdown slows down. Ampicillin is adsorbed on the surface of P 25 catalyst; the process changes in the presence of metal ions and phosphate ions. The optimum of environment during the photodegradation process is pH reaction 7.2.