View
27
Download
1
Category
Preview:
DESCRIPTION
CIKLODEXTRINEK ALKALMAZÁSA SZERVES SZENNYEZŐANYAGOK BIODEGRADÁLHATÓSÁGÁNAK JELLEMZÉSÉRE. Kánnai Piroska Témavezető: Dr. Fenyvesi Éva Konzulens: Dr. Torkos Kornél. A szennyezőanyagok kockázatát a biológiai hozzáférhetőségük határozza meg. Biol ógiailag elérhető (lassan deszorbeálódó). - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
CIKLODEXTRINEK ALKALMAZÁSA SZERVES SZENNYEZŐANYAGOK BIODEGRADÁLHATÓSÁGÁNAK
JELLEMZÉSÉRE
Kánnai PiroskaTémavezető: Dr. Fenyvesi Éva
Konzulens: Dr. Torkos Kornél
Biológiailag elérhető(lassan deszorbeálódó)
Biológiailag hozzáférhető(a vizes fázisban oldott vagy könnyen deszorbeálódó)
Biológiailag nem elérhetőNem deszorbeálódó
A szennyezőanyagok kockázatát a biológiai hozzáférhetőségük határozza meg
Összes szennyezőanyag a talajban
Kémiailag extrahálható mennyiség
Biológiailag hozzáférhető
mennyiség
A szennyezőanyagok hozzáférhetősége
Meghatározó tényezők:
•Vegyület transzportja
•Bejutása a sejtbe
•Szennyezettség kora
Kitűzött céljaim:• A biológiai hozzáférhetőség és a mikrobiológiai
lebontás folyamatainak modellezése egyszerű kémiai extrakciós lépésekkel
• A lassú és költséges biotesztek kiváltása• PAH-vegyületek biodegradálhatóságának becslésére
javasolt ciklodextrines extrakciós módszer kipróbálása keverék-szennyezőanyagokra: dízelolajra, transzformátorolajra és pakurára
• Összefüggéskeresés a biológiai és a kémiai vizsgálatok eredményei között
A ciklodextrinekről (CD)
komplexvendégmolekula
+
gazdamolekula komplexkomplexvendégmolekula
+
gazdamolekula
HPCD: hidroxipropilezett CDRAMEB: random metilezett CD
Transzformátorállomás
Alkalmazott módszereim
Biológiai módszerek a talajmikroflóra és a talajaktivitás
jellemzésére:
Biodegradációs tesztek:
• Zárt palack tesztZárt palack teszt
• Átlevegőztetett rendszer
SzénhidrogénbontóSzénhidrogénbontó- és aerob heterotróf sejtszám sejtszám
meghatározásameghatározása
Ökotoxikológiai teszt
Kémiai extrakciós eljárások:
Kimerítő:
• Hexán-aceton 2:1
Nem kimerítő:
• RAMEB ill. RAMEB ill.
HPBCD HPBCD
10%-os vizes 10%-os vizes
oldataoldata
Ökotoxikológiai tesztek
Folsomia candida (Collembola): Akut, egy fajt alkalmazó teszt
A mikrobiális tevékenység hatására nő a szennyezőanyagok hozzáférhetősége (feltáródás) és megindul a lebomlás. Az előbbi a toxicitás növekedését, az utóbbi csökkenését okozza.
Minta Jellemzés
Kiindulási
Kontroll nem toxikus
Dízel nagyon toxikus
Transzformátorolaj toxikus
Pakura nagyon toxikus
A kísérlet végén
Kontroll nem toxikus
Dízel nagyon toxikus
Transzformátorolaj toxikus
Pakura toxikus
Biodegradációs tesztZárt palack teszt
O2 fogyasztást és ezzel nyomáscsökkenést mértem
5 napon keresztül
Megállapítható: Toxikus hatású-e a szennyezőanyag,
Gátolja-e a mikrobák működését,Adaptálódott-e a mikroflóra, és aktívan működik-e,
Aktiválható-e a mikroflóra,Ha aktiválható, akkor milyen technológiai paraméterek
szükségesek az optimális működéshez
Biodegradációs teszt eredményei
Nyomáscsökkenés az 5 napos zárt palack teszt során
A dízelolaj sokkal gyorsabban és könnyebben bontható a nagyobb mólsúlyú komponenseknél
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
-180
-160
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
20induláskor
p /
102 P
a
t / min
kontroll dízel trafó
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000-160
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
20 6 hét után
p /
102 P
a
t / min
kontroll dízel trafó
Olajbontó sejtek számának meghatározása
MintaSzénhidrogénbontó
sejtszám*103 sejt/g talaj
KiindulásiKontroll 43Dízelolajjal szennyezett 15000
Transzformátorolajjal szennyezett 210210
2. hétKontroll 21Dízelolajjal szennyezett 4300Transzformátorolajjal szennyezett 150150
4. hétKontroll 2,1
Dízelolajjal szennyezett 1500Transzformátorolajjal szennyezett 1515
6. hétKontroll 9,3Dízelolajjal szennyezett 930Transzformátorolajjal szennyezett 2323
Extrakciós eljárások
MódszerMódszer• Ultrahang• Ülepítés• Vizes oldatok esetén szilárd
fázisú extrakcióval vízmentesítés, elúció hexán-aceton 2:1 eleggyel
• Gázkromatográfia Gázkromatográf: Shimadzu GC-17ADetektor: Lángionizációs detektor (FID)Mintaadagoló: Shimadzu AOC-5000 automata mintaadagolóInjektor: Split-splitlessGázok:Vivőgáz: Hélium (99,999 %)Segédgázok: Nitrogén (99,999 %)
Szintetikus levegő (99,999 %)Hidrogén (Whatman Hidrogén
generátorból)Oszlop: BP1 (13m x 0,2mm x 0,11mm)Hőfokprogram: A kolonnát 50 C-on tartjuk 3 percig, majd
315C-ra fűtjük 10 C/min-es felfűtési sebességgel, 12 percig tartjuk
Injektor hőmérséklete: 325CDetektor hőmérséklete: 325CSplit/splitless: Splitless, 0,5 minLineáris áramlási sebesség: 14 cm/secInjektált térfogat:2 l
A vizsgált talajminták gázkromatografálható szénhidrogén tartalma (EPH)
és gravimetriásan mérhető szénhidrogén tartalma (SEM)
Ciklodextrines extrakció- eredmények
A biodegradáció 2. hetében megnövekedett a RAMEB-oldattal
kiextrahálható szénhidrogén-tartalom
REH: RAMEB-oldattal extrahálható szénhidrogén-tartalom
HEH: HPBCD-oldattal extrahálható szénhidrogén-tartalom
A HEH folyamatosan csökken a kísérlet során
Kromatogramok minőségi értékelése
Hexán-aceton 2:1 eleggyel
RAMEB -oldattal HPBCD -oldattal
Minutes6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
mV
olts
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100FID2_1trafo1_1001_HA2_1trafo1_1001_HA 20071123.met
FID2_4trafo1_1120_HA2_4trafo1_1120_HA 20071123.met
Minutes6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
mV
olts
0
20
40
60
80
100
120
FID2_1trafo1_1002_RAM2_1trafo1_1002_RAM 20071123.met
FID2_4trafo1_1115_RAM2_4trafo1_1115_RAM 20071123.met
Kiindulási
6 hét után
Kiindulási
6 hét után
Minutes6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
mV
olts
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55FIDi_trafo_HP1_1001i_trafo_HP1_1001 20080228.met
FIDi_trafo_HP1_1107i_trafo_HP1_1107 20080228.met
Kiindulási
6 hét után
A kémiailag kinyerhető össz-szénhidrogén mennyisége fogy a kísérlet során
A CD-k a kisebb C-atomszámú komponenseket extrahálják jobban
A RAMEB -oldat számára kedvezőbb komponensek táródnak fel
A HPBCD-oldat szelektívebb extrahálószer
600
540
480
420
360
300
240
180
120
60
0
A transzformátorolajjal szennyezett talajban
mért kémiai és biológiai paraméterek
EPH REH HEH SEM OlajbontóTalajlégzés
Zárt palack
Talajlégzés
oszlopreaktor
EPH 1,0000
p= ---
REH -0,0177 1,0000
p=0,982 p= ---
HEH 0,8617 0,4913 1,0000
p=0,138 p=0,509 p= ---
SEM 0,9868 -0,0378 0,8354 1,0000
p=0,013 p=0,962 p=0,165 p= ---
Olajbontó 0,9018 0,3431 0,9659 0,8440 1,0000
p=0,098 p=0,657 p=0,034 p=0,156 p= ---
Talajlégzés - zárt palack
0,7109 0,6808 0,9606 0,7062 0,8620 1,0000
p=0,289 p=0,319 p=0,039 p=0,294 p=0,138 p= ---
Talajlégzés - oszlopreaktor
-0,4428 -0,6827 -0,7152 -0,5148 -0,5100 -0,8607 1,0000
p=0,557 p=0,317 p=0,285 p=0,485 p=0,490 p=0,139 p= ---
Összefoglalás• A biológiai hozzáférhetőség becslésére nem kimerítő
extrakciót alkalmaztam• Kimutattam, hogy a CD-k a kisebb C-atomszámú
komponenseket extrahálják jobban, különösen a HPBCD• Eredményeit összevetettem a biológiai tesztekével• Megállapítottam:
– a HPBCD -oldatos extrakció alapján becsülhető a biológiailag elérhető szennyezőanyag-frakció
– Alkalmas a folyamatok követésére: nőtt a hozzáférhető szennyezőanyag koncentrációja, megindult a mikrobiológiai lebontás a kezelések hatására
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!
Dr. Fenyvesi Éva (CycloLab Kft.)
Dr. Torkos Kornél (ELTE)
Balogh Klára (CycloLab Kft.)
Dr. Molnár Mónika (BME)
Dr. Szente Lajos (CycloLab Kft.)
Dr. Gruiz Katalin (BME)
Dr. Záray Gyula (ELTE)
Recommended