Adszorbeálható szerves halogén vegyüle-tek koncentráció változásának vizsgálata kommunális szennyvizek eltérő módsze-rekkel történő fertőtlenítése során

Eötvös Loránd TudományegyetemAnalitikai Kémiai Tanszék

Turcsán Editkörnyezettudományi szak

Témavezető: Dr. Barkács Katalinadjunktus

Bevezetés

AOX = Adszorbeálható szerves halogének: összegparaméter, vízminőség ellenőrzés

AOX fogalmának bevezetése 1976-ban, sokszor helytelen használat, kezdetben csak a „valóban” adszorbeálódott vegyületekre alkalmazzákpl. a diklór-difenil-triklór-etánra (DDT) és metabolitjaira, illetve a poliklórozottbifenilekre (PCB)

AOX vegyületek keletkezése:

● oxidatív eljárások során (klór, ózon, nátrium-hipoklorit, klórdioxid, kálium-permanganát, hidrogén-peroxid ) keletkezneknagy mennyiségben

● környezetbe kerülő AOX vegyületek 50 %-a a papír- éscellulózgyártásból 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−, koaguláló-flokkuláló 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 2100Skészülékkel

MSZ EN 1484: 1998

Minta-előkészítés (1)

Folyadék mintákhoz AP 2P oszlopos előkészítő egység

Jellemzők:

● két párhuzamos mintaelőkészítése

● kettős adszorpciós oszlopcsatlakoztatási lehetősége

● minta- és öblítő térfogat10-225 ml közt változtatható

● minta- és öblítő térfogat,illetve áramlási sebesség(3 ml/perc) elektronikusvezérelése

● 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

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 25 ml mintából, n = 3

Megj.: adszorpció duplájára hígított 50 ml mintából, n = 3

Minta-előkészítési módszer kidolgozása (2)

Minta megnevezésemért Cl¯ átlag ± SD

(mg / 50 mg)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

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 25 ml mintából, n = 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)

eredeti elfolyó víz telepen klórgázzal kezelt laboratóriumban (1)-es oxidáló módszerrel kezelt

A Dél-pesti Szennyvíztisztító Telep elfolyó vizének kezelésekor mért adatok (1)

0

500

1000

1500

2000

2500

0 15,0 15,0 19,4 26,3

AO

X t

art

alo

m (m

g/L

)

Oxidáló vegyszer mennyisége (ppm)

103 000sejt/ml

70sejt/ml

70sejt/ml

Megj.: 2010. 06. 17-ei átlagminta, n=3

A Dél-pesti Szennyvíztisztító Telep elfolyó vizének kezelésekor mért adatok (2)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 4,0 6,8 12,8 16,5

AO

X t

art

alo

m (m

g/L

)

Oxidáló vegyszer mennyisége (ppm)

420 000sejt/ml

5610sejt/ml

77sejt/ml

eredeti elfolyó víz laboratóriumban (2)-es oxidáló módszerrel kezelt

Megj.: 2010. 03. 24-ei átlagminta, n=3

A Dél-pesti Szennyvíztisztító Telep elfolyó vizének kezelésekor mért adatok (3)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 15,0 3,9 13,7

AO

X t

art

alo

m (m

g/L

)

Oxidáló vegyszer mennyisége (ppm)

103 000sejt/ml

103 000sejt/ml

70sejt/ml

105sejt/ml

100sejt/ml

eredeti elfolyó víz telepen klórgázzal kezelt laboratóriumban (2)-es oxidáló módszerrel kezelt

Megj.: 2010. 06. 17-ei átlagminta, n=3

Összefoglalás

Kommunális szennyvíz mintákra jól használható az AOX minta-előkészítési 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 KatalinDr. Záray GyulaAnalitikai Kémiai és Mikrobiológiai Tanszékek kutatócsoportjai