Eötvös Loránd Tudományegyetem Analitikai Kémiai Tanszék
Adszorbeálható szerves halogén vegyületek koncentráció változásának vizsgálata kommunális szennyvizek eltérő módszerekkel történő fertőtlenítése során Turcsán Edit környezettudományi szak Témavezető: Dr. Barkács Katalin adjunktus
Bevezetés AOX = Adszorbeálható szerves halogének: összegparaméter, vízminőség ellenőrzés AOX fogalmának bevezetése 1976-ban, sokszor helytelen használat, kezdetben csak a „valóban” adszorbeálódott vegyületekre alkalmazzák pl. a diklór-difenil-triklór-etánra (DDT) és metabolitjaira, illetve a poliklórozott bifenilekre (PCB)
AOX vegyületek keletkezése: ●
●
oxidatív eljárások során (klór, ózon, nátrium-hipoklorit, klórdioxid, kálium-permanganát, hidrogén-peroxid ) keletkeznek nagy mennyiségben környezetbe kerülő AOX vegyületek 50 %-a a papír- és cellulózgyártásból származik
[1] MÜLLER G., (2003): Sense or no-sense of the sum parameter for water soluble ‘‘adsorbable organic halogens’’ (AOX) and ‘‘absorbed organic halogens’’ (AOX-S18) for the assessment of organohalogens in sludges and sediments, Chemosphere 52, 371–379.
Irodalmi áttekintés Mérési módszer: ● coulometria (csak klór, jód, bróm); ● gázkromatográf; ● plazmaemissziós spektrometria (klór és fluor)
Nemzetközi és magyar szabvány alapján EN 1485 ISO 9562: 2004 Mérési feltételek a szabvány alapján ● 10 µg/L-nél nagyobb legyen a minta AOX tartalma ● a minta szervetlen klorid tartalma 1 g/L-nél kisebb, ● az oldott szerves széntartalom (DOC) 10 mg/L-nél kisebb ● élő sejteket tartalmazó minták savanyítása pH < 2 alá Lebegőanyag tartalmú minták esetén is alkalmazható [2] AURAS (2001): Ingenieurgesellschaft für aktive Umweltberatung, Risikoanalyse und Sicherheit mbH, Hohe AOX Gehalte im Klärschlamm, http://www.auras.de/aox.htm [3] Muranyi R., Cserfalvi T. (2007): High Performance Microcoulometry; Materials Science Forum Vols. 537-538 (2007) pp. 687-694.
Mérés körülményei Vizsgált minták: ● ●
Dél-pesti Szennyvíztisztító Telep klórozás előtti és utáni elfolyó vize laboratóriumi körülmények között kétféle oxidáló−, koagulálóflokkuláló eljárással kezelt kommunális szennyvíz
Vizsgálati módszerek: ●
●
●
MPN (most probable number = legvalószínűbb csíraszám) MSZ EN ISO 6222: 2000 Mikrobiológiai Tanszék kloridion koncentráció argentometriás titrálással MSZ 260-6 TOC (teljes szerves széntartalom) vizsgálat Multi N/C 2100S készülékkel MSZ EN 1484: 1998
Minta-előkészítés (1) Folyadék mintákhoz AP 2P oszlopos előkészítő egység
Jellemzők: ● két párhuzamos minta előkészítése ● kettős adszorpciós oszlop csatlakoztatási lehetősége ● minta- és öblítő térfogat 10-225 ml közt változtatható ● minta- és öblítő térfogat, illetve áramlási sebesség (3 ml/perc) elektronikus vezérelése ● minta mágneses kevertetése
Minta-előkészítés (2) Minták hígításához, az ionerősség, pH beállító oldatok elkészítéséhez ioncserélt desztillált víz teljes szerves széntartalmának (TOC) ellenőrzése A vakminta a minták összetételével azonos módon előkészített A laboratórium levegőjének ellenőrzése (1,0 – 8,9 µg Cl¯ / 50 mg) Méréshez használt aktív szén szennyezettségének ellenőrzése (n=3) mért Cl¯ átlaga (µg/ 50 mg) 1. gyárilag előkészített
5,4 ± 0,2
2. általam készített, bontás után közvetlenül
0,8 ± 0,1
3. általam készített, bontás után 2 hónappal
2,0 ± 0,7
4. általam készített, bontás után 7 hónappal
3,2 ± 1,0
5. általam készített, bontás után 11 hónappal
3,9 ± 0,4
A multi X 2000 AOX analizátor; Analytik Jena AG
A készülék működési elve
Minta-előkészítési módszer kidolgozás (1) Minta megnevezése
AOX ± SD (mg/L)
DOC ± SD (mg/L) Eredeti
Szorpciót követő
klórozás előtti elfolyó víz
245,6 ± 20,4
16,2
2,4 ± 1,0
klórozás utáni elfolyó víz
268,4 ± 20,8
14,9
3,0 ± 0,5
kémiailag kezelt (1)
303,2 ± 20,9
13,3
1,6 ± 1,1
kémiailag kezelt (2)
228,0 ± 10,2
13,4
2,7 ± 0,7
kémiailag kezelt (3)
321,2 ± 52,0
13,2
2,4 ± 1,0
Megj.: adszorpció 25 ml mintából, n = 3 klórozás előtti elfolyó víz
238,5 ± 1,3
16,2
<0,1
klórozás utáni elfolyó víz
345,0 ± 14,0
14,9
0,3
kémiailag kezelt (1)
286,6 ± 12,6
13,3
<0,1
kémiailag kezelt (2)
285,1 ± 10,4
13,4
0,4
kémiailag kezelt (3)
263,4 ± 26,0
13,2
<0,1
Megj.: adszorpció duplájára hígított 50 ml mintából, n = 3
Minta-előkészítési módszer kidolgozása (2) mért Cl¯ átlag ± SD (mg / 50 mg)
Minta megnevezése
2./1. szén Cl¯ átlag ± SD (%)
1. szén
2. szén
klórozás előtti elfolyó víz
6,5 ± 0,2
1,8 ± 0,7
28 ± 12
klórozás utáni elfolyó víz
6,4 ± 0,3
1,8 ± 0,4
28 ± 8
kémiailag kezelt (1)
6,8 ± 0,9
1,6 ± 0,7
23 ± 9
kémiailag kezelt (2)
6,0 ± 0,4
1,2 ± 0,1
20 ± 3
kémiailag kezelt (3)
8,2 ± 1,2
1,3 ± 0,1
16 ± 1
Megj.: adszorpció 25 ml mintából, n = 3 klórozás előtti elfolyó víz
5,7 ± 0,3
0,7 ± 0,1
12 ± 1
klórozás utáni elfolyó víz
8,4 ± 0,4
1,0 ± 0,5
11 ± 6
kémiailag kezelt (1)
7,1 ± 0,7
0,6 ± 0,2
8± 4
kémiailag kezelt (2)
6,8 ± 0,3
1,1 ± 0,4
16 ± 5
kémiailag kezelt (3)
6,8 ± 1,1
0,6 ± 0,1
9± 3
Megj.: adszorpció duplájára hígított 50 ml mintából, n = 3
Dél-pesti Szennyvíztisztító Telep elfolyó vizére mért adatok
Mintavétel ideje
klórozás előtti minta
klórozás utáni minta
AOX tartalom (mg/L)
AOX tartalom (mg/L)
2010. 03. 24.
93,2 ± 5,1
-
2010. 04. 14.
508,4 ± 22,1
-
2010. 05. 19.
237,7 ± 1,7
345,0 ± 24,0
2010. 06. 17.
110,6 ± 12,2
380,9 ± 38,4
2010. 07. 22.
36,6 ± 3,7
158,7 ± 26,1
2010. 09. 08.
39,1 ± 8,1
325,6 ± 6,1
2010. 10. 12.
83,4 ± 4,2
223,5 ± 16,4
Megj.: havonta 1 db 24 órás átlagminta (n=3)
AOX tartalom (mg/L)
A Dél-pesti Szennyvíztisztító Telep elfolyó vizének kezelésekor mért adatok (1) 2500 2000 1500 1000
103 000 sejt/ml
500
70 sejt/ml
70 sejt/ml
0 0
15,0
15,0
19,4
26,3
Oxidáló vegyszer mennyisége (ppm)
eredeti elfolyó víz
telepen klórgázzal kezelt
Megj.: 2010. 06. 17-ei átlagminta, n=3
laboratóriumban (1)-es oxidáló módszerrel kezelt
AOX tartalom (mg/L)
A Dél-pesti Szennyvíztisztító Telep elfolyó vizének kezelésekor mért adatok (2) 400 350
5610 sejt/ml
300 250 200
77 sejt/ml
420 000 sejt/ml
150 100 50 0 0
4,0
6,8
12,8
16,5
Oxidáló vegyszer mennyisége (ppm)
eredeti elfolyó víz
laboratóriumban (2)-es oxidáló módszerrel kezelt
Megj.: 2010. 03. 24-ei átlagminta, n=3
AOX tartalom (mg/L)
A Dél-pesti Szennyvíztisztító Telep elfolyó vizének kezelésekor mért adatok (3) 70 sejt/ml
450 400 350
105 sejt/ml
300 250
100 sejt/ml
103 000
103 000 sejt/ml sejt/ml
200 150 100 50 0 0
15,0
3,9
13,7 Oxidáló vegyszer mennyisége (ppm)
eredeti elfolyó víz
telepen klórgázzal kezelt
Megj.: 2010. 06. 17-ei átlagminta, n=3
laboratóriumban (2)-es oxidáló módszerrel kezelt
Összefoglalás Kommunális szennyvíz mintákra jól használható az AOX mintaelőkészítési módszer a megfelelő minta mennyiség, hígítás, mérési körülmények megválasztásával (szervetlen Cl¯ és a DOC mennyiségének ellenőrzése) A biológiailag tisztított elfolyó szennyvízminták AOX tartalmát a csíramentesítéshez szükséges ●
telepi klóradag mindig növelte
●
a laboratóriumi kétféle oxidáló módszer alkalmazása (1) növekvő AOX tartalom (2) eredeti elfolyó vízzel megegyező AOX tartalom
Alternatív oxidálószer használatával a klórgázas fertőtlenítéshez képest kedvezőbb eredmények
Köszönetnyilvánítás
Dr. Barkács Katalin Dr. Záray Gyula Analitikai Kémiai és Mikrobiológiai Tanszékek kutatócsoportjai
