Clean by light irradiation Augugliaro, Vincenzo; Loddo, Vittorio; Pagliaro, Mario ...
2010., 2010, 2010-08-24, c2010
eBook
Covers the environmentally friendly cleaning materials functionalized with TiO2, a widely known semiconductor causing redox reactions under artificial or solar irradiation.
Bisphenol A (BPA) is a well-known endocrine disruptor with adverse oestrogen-like effects eliciting adverse effects in humans and wildlife. For this reason it is necessary to set up an efficient ...removal of BPA from wastewaters, before they are discharged into surface waters. The aim of this study was to compare the efficiency of BPA removal from aqueous samples with photolytic, photocatalytic, and UV/H2O2 oxidation. BPA solutions were illuminated with different bulbs (halogen; 17 W UV, 254 nm; and 150 W UV, 365 nm) with or without the TiO
P-25 catalyst or H
(to accelerate degradation). Acute toxicity and oestrogenic activity of treated samples were determined using luminescent bacteria (Vibrio fischeri), water fleas (Daphnia magna), zebrafish embryos (Danio rerio), and Yeast Estrogen Screen (YES) assay with genetically modified yeast Saccharomyces cerevisiae. The results confirmed that BPA is toxic and oestrogenically active. Chemical analysis showed a reduction of BPA levels after photolytic treatment and 100 % conversion of BPA by photocatalytic and UV/H
oxidation. The toxicity and oestrogenic activity of BPA were largely reduced in photolytically treated samples. Photocatalytic oxidation, however, either did not reduce BPA toxic and oestrogenic effects or even increased them in comparison with the baseline, untreated BPA solution. Our findings suggest that chemical analysis is not sufficient to determine the efficiency of advanced oxidation processes in removing pollutants from water and needs to be complemented with biological tests.
A je dobro poznan motilec endokrinega sistema z estrogensko aktivnostjo in škodljivimi učinki na ljudi in živali. Zaradi tega se pojavlja potreba po učinkovitem odstranjevanju BPA iz odpadnih voda. V raziskavi smo proučevali učinkovitost odstranjevanja BPA iz vodnih vzorcev s procesi fotolitske, fotokatalitske in UV/H
oksidacije. Med poskusom smo vodne vzorce osvetljevali s tremi različnimi žarnicami (halogensko, 17 W UV, 254 nm in 150 W UV, 365 nm). V procesih foto(kata)litske oksidacije smo uporabili H
in katalizator TiO
P-25 (Degussa). Akutno strupenost in estrogensko aktivnost BPA ter tretiranih vzorcev smo določili s testi strupenosti na luminiscentne bakterije (Vibrio fischeri), vodne bolhe (Daphnia magna), zarodke cebric (Danio rerio) in YES testom z gensko spremenjenimi kvasovkami Saccharomyces cerevisiae. Rezultati so pokazali, da je BPA za vodne organizme strupen in estrogensko aktiven. Kemijske analize so pokazale zmanjšanje vsebnosti BPA po fotolitski oksidaciji in popolno odstranitev BPA iz vodnih vzorcev po fotokatalitski oksidaciji in UV/H
O oksidaciji. Strupenost in estrogenska aktivnost sta se zmanjšali pri vzorcih, tretiranih s fotolitsko oksidacijo, sorazmerno z zmanjšanjem vsebnosti BPA. Pri fotokatalitsko tretiranih vzorcih se kljub popolni pretvorbi BPA strupenost in estrogenska aktivnost nista zmanjšali ali pa sta se celo zvišali v primerjavi z izhodnim vzorcem. Ugotovili smo, da ugotavljanje učinkovitosti odstranjevanja BPA iz vodnih vzorcev z naprednimi oksidacijskimi procesi z uporabo kemijskih analiz ne zadostuje. Potrebna so biološka testiranja, ki dokažejo morebitno preostalo strupenost in estrogensko aktivnost obdelanih vzorcev.
Primjena fotokatalitičkih procesa u zaštiti okoliša novijeg je datuma i još uvijek je u začecima. Međutim ova problematika pobuđuje stalan interes znanstvene i stručne javnosti i može se očekivati da ...će u skoroj budućnosti fotokatalitički procesi, koji se smatraju naprednim oksidacijskim procesima, imati sve važniju ulogu u ukupnoj strategiji zaštite okoliša. U ovom radu dan je prikaz znanstvene i stručne literature vezane uz primjenu heterogene fotokatalize pri rješavanju problema u zaštiti zraka. Naglasak je dan na obradu onečišćenog zraka u zatvorenim prostorima, što se uglavnom svodi na smanjenje koncentracije različitih vrsta hlapljivih organskih spojeva u atmosferi koja nas svakodnevno okružuje, kao npr. u domaćinstvima, na radnim mjestima odnosno u postrojenjima kemijske industrije. Opisane su osnovne zakonitosti heterogene fotokatalize, uglavnom na fotokatalizatoru TiO2, i dane su definicije temeljnih pojmova. Detaljno je razmatran utjecaj različitih procesnih varijabli i parametara na ukupnu brzinu fotokatalitičkog procesa. Istaknut je problem deaktivacije najčešće proučavanog fotokatalizatora, TiO2, te su opisani uzroci i mehanizmi deaktivacije na odabranim primjerima. Cilj rada bio je pregled tehničkih aspekata vezanih uz primjene heterogene katalize u zaštiti zraka, a pritom je velika pozornost posvećena različitim izvedbama fotoreaktora.
Photocatalysis process belongs to an advanced oxidation technology for the removal of persistent organic compounds and microorganisms from water. It is the technology with a great potential, a ...low-cost, environmental friendly and sustainable treatment technology to align with the “zero” waste scheme in the water/wastewater industry. At present, the main technical barriers that impede its full commercialization remained on the post-recovery of the catalyst particles after water treatment. This paper reviews the background of the process and photooxidation mechanisms of the organic pollutants and microorganisms. The review of the latest progresses of engineered-photocatalysts, photo-reactor systems, and the kinetics and modeling associated with the photocatalytic and photodisinfection water and wastewater treatment process, has been presented. A number of potential and commercial photocatalytic reactor configurations are discussed, in particular the photocatalytic membrane reactors. The effects of key photo-reactor operation parameters and water quality on the photoprocess performances in terms of the mineralization and disinfection are assessed.
Proces fotokatalizy należy do wysoko zaawansowanych technik utleniania o możliwościach usuwania trwałych związków organicznych i mikroorganizmów z wody. Jest to technologia o dużym potencjale, niskich kosztach, przyjazna dla środowiska oraz o cechach zrównoważonego rozwoju i "zerowym" odprowadzaniu odpadów w przemysłowych systemach wodno-ściekowych. Obecnie, główne bariery techniczne, które ograniczają pełną komercjalizację metody, są związane z zagospodarowaniem cząstek katalizatora po uzdatnianiu wody (ścieków). W pracy przedstawiono podstawy teoretyczne procesu oraz mechanizmy fotoutlenienia zanieczyszczeń organicznych i mikrobiologicznych. Dokonano również przeglądu ostatnich postępów w badaniach inżynierii fotokatalizatorów, systemów fotoreaktorów oraz kinetykę fotomineralizacji i fotodezynfekcji i ich modelowanie związane z procesami fotokatalitycznego oczyszczania wody (ścieków). Omówiono wiele potencjalnych i komercyjnych konfiguracji reaktorów fotokatalitycznych, w szczególności membranowych reaktorów fotokatalitycznych oraz wpływ parametrów operacyjnych i jakości wody na efektywność mineralizacji i dezynfekcji.
Hlapivi organski spojevi (eng. Volatile Organic Compounds, dalje: VOC)i aerosoli postali su jedni od glavnih onečišćivala zraka, u zatvorenim i otvorenim prostorima. Izvor VOC-eva u zraku je i česta ...upotreba herbicida i pesticida općenito zbog visoke hlapivosti takvih organskih molekula, dok se dio pesticida veže na krute čestice i prenosi se zrakom u obliku aerosola. Široka upotreba pesticida na poljoprivrednim površinama doprinosi povećanoj koncentraciji VOC- eva u zraku obzirom da su poljoprivredne površine prepoznate kao kolektivni izvori emisija. Trenutno ne postoji zakonodavna osnova za praćenje emisija s poljoprivrednih površina. Sukladno Objedinjenim uvjetima zaštite okoliša, odnosno IPPC direktivi, fotokatalitička oksidacija uz TiO2navodi se kao alternativna najbolja raspoloživa tehnika (NRT), učinkovita za uklanjanje VOC-eva iz zraka. To je proces koja koristi sinergijsku interakciju svjetlosnog zračenja, katalizatora - poluvodiča i oksidacijskih spojeva kako bi razgradila onečišćivala u fluidima (vodi i zraku) do H2O i CO2 te ostalih inertnih produkata ovisno o kemijskom sastavu onečišćivala.
Kako bi se potvrdila mogućnost primjene fotokatalitičke oksidacije za uklanjanje tragova herbicida iz zraka, proveden je niz eksperimenata u anularnom fotoreaktoru pod utjecajem simuliranog sunčevog zračenja. Rezultati su pokazali da je primjenom navedene tehnologije solarne fotokatalize pri optimalnim uvjetima relativne vlažnosti zraka moguće ukloniti/razgraditi promatrano onečišćivalo i smanjiti udio VOC-eva u struji zraka.
PDF
