Μεταπτυχιακές Διατριβές

Μόνιμο URI για αυτήν τη συλλογήhttps://dspace.library.tuc.gr/handle/123456789/141

Νέα

Περιηγούμαι

Τώρα δείχνει 1 - 9 από 9

Synthesis of TiO2-Graphene composites for the photocatalytic degradation of organic pollutants in the aqueous phase
(Πολυτεχνείο Κρήτης, 2015) Bertakis Ioannis; Μπερτακης Ιωαννης; Xekoukoulotakis Nikos; Ξεκουκουλωτακης Νικος; Diamantopoulos Evaggelos; Διαμαντοπουλος Ευαγγελος; Gidarakos Evaggelos; Γιδαρακος Ευαγγελος
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η δημιουργία οξειδίου του γραφίτη, η χρήση του για την σύνθεση στερεών σύνθετων καταλυτών καθώς και η εφαρμογή τους στη διαδικασία αποδόμησης οργανικών ρύπων. Τα συνθετικά μέρη αυτών των καταλυτών είναι το Ισοπροποξείδιο του τιτανίου(TIP,) που είναι πρόδρομη ένωση του TiO2, και το Οξείδιο του Γραφενίου(GO). Το πρώτο βήμα της εργασίας ήταν ο σχεδιασμός των πειραμάτων, η κατασκευή του θαλάμου ακτινοβόλησης και η λειτουργία του εξοπλισμού ο οποίος θα χρησιμοποιείτο. Δεύτερο βήμα αποτέλεσε η παραμετροποίηση των διατάξεων και των συσκευών . Οι παράμετροι οι οποίοι μεταβλήθηκαν ήταν αρκετοί πράγμα που σημαίνει μεγάλο εύρος και αριθμό πειραμάτων. Συγκεκριμένα ήταν: ο χρόνος, η θερμοκρασία, το pH, οι διαλύτες, οι συγκεντρώσεις του Γραφενίου σε σχέση με το Τιτάνιο και οι οργανικοί ρύποι προς διάσπαση. Η παραμετροποίηση της διάταξης συγκεκριμένα πραγματοποιήθηκε σε δύο διαδικασίες: Πρώτη Διαδικασία-Σύνθεση Καταλυτών με τη χρήση Υδροθερμικού Αντιδραστήρα Η διαδικασία σύνθεσης εστιάσθηκε στις μεταβλητές εκείνες του συστήματος ώστε να επιτευχθεί η βέλτιστη αναγωγή του οξειδίου Γραφενίου και παράλληλα η σύζευξη του με το TIP. Αυτές οι μεταβλητές ήταν ο χρόνος της αντίδρασης, το pH, η θερμοκρασία, ο διαλύτης που χρησιμοποιήθηκε και η συγκέντρωση του γραφενίου και τιτανίου . Δεύτερη διαδικασία- Αποδόμηση των Οργανικών Ρύπων Στη διαδικασία αποδόμησης των οργανικών ρύπων, έχοντας επιτύχει την σύνθεση του βέλτιστου καταλύτη μέσω της προηγούμενης διαδικασίας, στόχος ήταν η επίτευξη της βέλτιστης προσρόφησης του ρύπου καθώς και στην ταχύτερη αποδόμηση του υπό UV irradiation, μεταβάλλοντας το χρόνο ακτινοβόλησης και τον εκάστοτε ρύπο. Ο διαλύτης ήταν το νερό ο οποίος και παρέμεινε σταθερός για όλα τα πειράματα.
Απενεργοποίηση μικροοργανισμών κατά την επεξεργασία υγρών αποβλήτων
(Πολυτεχνείο Κρήτης, 2015) Kolomvaki Afroditi; Κολομβακη Αφροδιτη; Venieri Danai; Βενιερη Δαναη; Gikas Petros; Γκικας Πετρος; Diamantopoulos Evaggelos; Διαμαντοπουλος Ευαγγελος; Gounaki Iosifina; Γουνακη Ιωσηφινα
Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάστηκαν από μικροβιολογική σκοπιά τα ρεύματα εισόδου, εξόδου, η χλωρίωση και η εκροή τριών σημαντικών σταθμών Βιολογικού Καθαρισμού αστικών λυμάτων της Βόρειας Κρήτης, των Χανίων, της Νέας Κυδωνίας που βρίσκεται στο Γεράνι του δήμου Πλατανιά, και του Ηρακλείου. Οι δειγματοληψίες πραγματοποιήθηκαν σε διάρκεια ενός έτους, από το Φεβρουάριο του 2012 έως το Φεβρουάριο του 2013 και σε συχνότητα που επέτρεψε τη μελέτη για κάθε εποχή του χρόνου. Συγκεκριμένα, έγιναν μετρήσεις για τους δείκτες Total Coliforms (TC), Escherichia coli, κοπρανωδών στρεπτόκοκκων και Clostridium perfringens, ενώ ταυτόχρονα τα δείγματα ελέγχθηκαν και για βακτηριοφάγους. Παράλληλα, πραγματοποιήθηκε ανάλυση των δειγμάτων εισόδου, εξόδου και χλωρίωσης ως προς την παρουσία ιών εντερικής προέλευσης (αδενοϊών και εντεροϊών) με τη μέθοδο της nested PCR. Γενικά, αυξημένες τιμές μικροβιολογικών δεικτών σημειώθηκαν κατά τους θερινούς μήνες, αλλά και το Δεκέμβριο λόγω των χαμηλών βροχοπτώσεων στις αναφερόμενες περιοχές. Στο σταθμό Χανίων οι υψηλότεροι μικροβιολογικοί δείκτες μετρήθηκαν το μήνα Σεπτέμβριο, ενώ ο συγκεκριμένος σταθμός παρουσιάζει αποτελεσματικότατη χλωρίωση. Ο σταθμός Νέας Κυδωνίας εμφάνισε μεγαλύτερη φόρτιση κατά τους μήνες Μάιο και Οκτώβριο, όπως συνέβη και για το σταθμό του Ηρακλείου, ενώ η εκροή του εμφάνισε χαμηλές μετρήσεις. Τα TC είχαν σε όλες τις περιπτώσεις σταθερά μεγαλύτερες τιμές από τους υπόλοιπους δείκτες, ενώ ο δείκτης του Clostridium perfringens ήταν 10 φορές μικρότερος από τους υπόλοιπους, και παρουσίασε υψηλότερη πυκνότητα στο σταθμό Ηρακλείου. Οι θαλάσσιοι αποδέκτες των επεξεργασμένων λυμάτων Χανίων και Νέας Κυδωνίας εμφανίζεται να μην επηρεάζονται και οι μικροβιολογικές μετρήσεις ήταν εντός του αποδεκτού ορίου για κολύμβηση. Οι μετρήσεις που έγιναν για βακτηριοφάγους, στην είσοδο των σταθμών αντιστοιχούν σε τάξη μεγέθους 104-106 PFU/100mL. Απομάκρυνση από 75 έως 98% παρατηρήθηκε στους σταθμούς Χανίων και Νέας Κυδωνίας στις δεξαμενές καθίζησης, ενώ για τους συγκεκριμένους σταθμούς η μέγιστη φόρτιση παρατηρήθηκε το Σεπτέμβριο. Αντιθέτως, στην εγκατάσταση του Ηρακλείου η μέγιστη συγκέντρωση των βακτηριοφάγων παρατηρήθηκε το μήνα Νοέμβριο. Στην εκροή του βιολογικού Χανίων δεν εντοπίστηκαν βακτηριοφάγοι σε καμία μέτρηση, ενώ στη Νέα Κυδωνία το Σεπτέμβριο η συγκέντρωση των βακτηριοφάγων ήταν 4 x 103 PFU/100mL, η οποία φαίνεται να προκύπτει από τον αυξημένο αριθμό λουομένων την περίοδο αυτή στην τουριστική περιοχή του Γερανίου. Όσον αφορά στους ιούς εντερικής προέλευσης οι αδενοϊοί εντοπίστηκαν κυρίως κατά τους χειμερινούς μήνες, ενώ οι εντεροϊοί ανιχνεύθηκαν κυρίως κατά τη διάρκεια του θέρους. Γενικά, οι αδενοϊοί είχαν πιο σταθερή παρουσία καθώς εντοπίστηκαν στην είσοδο και σε ορισμένες περιπτώσεις μετά και από την απολύμανση (χλωρίωση). Τα αποτελέσματα της μελέτης αναδεικνύουν την ανθεκτικότητα των ιών έναντι των υπόλοιπων βακτηριακών δεικτών κατά την επεξεργασία υγρών αποβλήτων, γεγονός που επιβάλλει τον συχνότερο έλεγχό τους και την εφαρμογή αποτελεσματικών μεθόδων απολύμανσης, καθώς η χλωρίωση σε πολλές περιπτώσεις φαίνεται να μην επαρκεί.
Απολύμανση νερού με τη χρήση φωτοκατάλυσης: αδρανοποίηση της Klebsiella pneumoniae και επίδραση στο γενετικό υλικό της
(Technical University of Crete, 2014) Fraggedaki Antonia; Φραγγεδακη Αντωνια; Venieri Danai; Βενιερη Δαναη; Diamantopoulos Evaggelos; Διαμαντοπουλος Ευαγγελος; Xekoukoulotakis Nikos; Ξεκουκουλωτακης Νικος
H Klebsiella pneumoniae αποτελεί ευκαιριακό παθογόνο, ανθεκτικό σε ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες και καταπονήσεις. Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η εξέταση του ρυθμού αδρανοποίησης του συγκεκριμένου παθογόνου στο νερό με τη χρήση ετερογενούς φωτοκαταλυτικής επεξεργασίας υπό προσομοιωμένη ηλιακή ακτινοβολία και η διερεύνηση της επαγόμενης γενετικής ποικιλότητας με εφαρμογή της RAPD-PCR ως εργαλείο μοριακής τυποποίησης. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιήθηκαν νέοι καταλύτες TiO2 ενισχυμένοι με Mn ή Co ή τόσο Mn όσο και Co και εξετάστηκε η επίδραση ποικίλων παραμέτρων. Ο εξεταζόμενος μικροοργανισμός φάνηκε ότι αδρανοποιείται εύκολα, καθώς η απολύμανση επήλθε σύντομα (σε πολλές περιπτώσεις μόλις μετά από 10 λεπτά) ενώ τα επίπεδα εκ νέου ανάπτυξης του βακτηρίου υπό σκοτάδι και υπό φυσικό φωτισμό που καταγράφηκαν ήταν πολύ χαμηλά. Η ενεργότητα των εν λόγω καταλυτών υπερίσχυε της αντίστοιχης του εμπορικού καταλύτη P25 (TiO2), κάτι που υποδεικνύει την ικανότητά τους να απορροφούν στο ορατό φάσμα, απουσία υπεριώδους ακτινοβολίας (>420 nm). Τη βέλτιστη φωτοκαταλυτική αποτελεσματικότητα επέδειξαν οι διμερώς ενισχυμένοι καταλύτες, υπογραμμίζοντας τη συνεργιστική δράση των μετάλλων-ενισχυτών. Η αδρανοποίηση του βακτηρίου προήλθε από την οξειδωτική καταπόνηση των κυττάρων του και την αύξηση της περατότητας των κυτταρικών μεμβρανών τους και όχι από ενδεχόμενη τοξική επίδραση των μετάλλων με τα οποία είχαν εμπλουτιστεί οι καταλύτες. Η ανάλυση RAPD έδειξε ότι αύξηση του χρόνου επεξεργασίας οδηγεί σε σημαντική μεταβολή των προφίλ της RAPD. Η γενετική ποικιλομορφία ανάμεσα στις απομονώσεις εντεινόταν με αύξηση της περιόδου φωτοκαταλυτικής επεξεργασίας και παρατεταμένη ακτινοβόληση επηρέασε τη συνολική διαφοροποίηση των ζωνών σε κάθε περίπτωση. Τα RAPD αποτυπώματα ήταν ιδιαίτερα διαφοροποιημένα ανάμεσα στην ανέπαφη απομόνωση και σε εκείνες που είχαν υποστεί επεξεργασία με καταλύτες που περιείχαν Co. Τέλος, σημειώνεται ότι οι δημιουργούμενοι πολυμορφισμοί ενδεχομένως αυξάνουν την ήδη σημαντική λοιμογόνο δράση της Κ. pneumoniae.
Έρευνα απομάκρυνσης Cu(II) και Pb(II) από υδατικό διάλυμα με χρήση βιοεξανθρακώματος (biochar) σε πειράματα συνεχούς ροής
(Technical University of Crete, 2014) Mantonanaki Antonia; Μαντωνανακη Αντωνια; Gidarakos Evaggelos; Γιδαρακος Ευαγγελος; Diamantopoulos Evaggelos; Διαμαντοπουλος Ευαγγελος; Pentari Despoina; Πενταρη Δεσποινα
Στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή ερευνάται η απομάκρυνση ιόντων συγκεκριμένων μετάλλων, χαλκού (Cu2+) και μολύβδου (Pb2+), από υδατικά διαλύματα χρησιμοποιώντας βιοεξανθράκωμα (biochar) σε πειράματα συνεχούς ροής. Το biochar προήλθε από πυρόλυση αποβλήτου χρησιμοποιημένου καφέ σε θερμοκρασία 600ο C. Αρχικά, για το υλικό που χρησιμοποιήθηκε έγιναν πειράματα χαρακτηρισμού, με σκοπό να κατανοηθούν οι ιδιότητές του για την ερμηνεία των αποτελεσμάτων των πειραμάτων συνεχούς ροής. Το υλικό αυτό αξιολογήθηκε ως προς το pH του, τη στοιχειακή του ανάλυση, τη θερμογόνο δύναμη και το σημείο μηδενικού φορτίου του. Ακόμα, έλαβαν χώρα μετρήσεις ορυκτολογικής ανάλυσης (XRD) και ειδικής επιφάνειας (ΒΕΤ). Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν πειράματα συνεχούς ροής με διάρκεια 56 h υπό σταθερή θερμοκρασία με τη βοήθεια στηλών. Ως ροφητικό υλικό στις στήλες χρησιμοποιήθηκε το biochar, ενώ τα υδατικά διαλύματα που διέρχονταν από αυτές, περιείχαν χαλκό και μόλυβδο. Σκοπός αυτών των πειραμάτων ήταν να προσδιοριστεί το χρονικό διάστημα που το σύστημα μπορεί να λειτουργήσει χωρίς να επέλθει κορεσμός κάτω από διαφορετικές συνθήκες. Έτσι, μελετήθηκε η επίδραση διαφορετικών τιμών pH, διαφορετικών αρχικών συγκεντρώσεων και διαφορετικών ρυθμών ροής στη ρόφηση και απομάκρυνση των συγκεκριμένων μετάλλων. Η επίδραση του pH, η οποία μελετήθηκε σε τιμές pH=2 & 5, έδειξε ότι η ικανότητα ρόφησης των μετάλλων παρείχε ικανοποιητικά αποτελέσματα στη χαμηλή τιμή pH για το εξεταζόμενο χρονικό διάστημα. Έπειτα, με τη μελέτη του ρυθμού ροής, σε δύο διαφορετικές τιμές ίσες με 0.5 & 4 mL/min, διαπιστώθηκε ότι πλήρης ρόφηση πραγματοποιήθηκε σε αργούς ρυθμούς, καθώς το διάλυμα παρέμεινε περισσότερο χρόνο στη στήλη. Οι αρχικές συγκεντρώσεις των διαλυμάτων που χρησιμοποιήθηκαν είχαν τιμές 0.5 – 2 mmol/L. Η μοντελοποίηση των πειραματικών δεδομένων που ακολούθησε είχε στόχο να περιγράψει την απόδοση της στήλης και να προσδιορίσει το καλύτερο μοντέλο για την πρόβλεψη της δυναμικής συμπεριφοράς του συστήματος. Μελετήθηκαν τα μοντέλα του Thomas, του Adams-Bohart και του Yoon-Nelson, παρέχοντας διαφορετικά αποτελέσματα το καθένα. Διαπιστώθηκε ότι το μοντέλο του Thomas αντιπροσωπεύει καλύτερα τα πειραματικά δεδομένα, χωρίς όμως να τα ικανοποιεί πλήρως. Τα άλλα δύο μοντέλα δεν παρείχαν υψηλές τιμές συντελεστών συσχέτισης, χαρακτηρίζοντας τα ως μη ικανοποιητικά για την περιγραφή των πειραματικών δεδομένων. Τέλος, συνοψίζοντας η διερεύνηση της απομάκρυνσης ιόντων χαλκού και μολύβδου από biochar έδειξε ότι καλύτερα αποτελέσματα επιφέρουν οι χαμηλότερες τιμές pH καθώς και οι χαμηλότεροι ρυθμοί ροής των διαλυμάτων.
Κατασκευή και λειτουργία δύο συστημάτων προσκολλημένης ανάπτυξης για την επεξεργασία υγρών αποβλήτων
(Technical University of Crete, 2013) Paraskaki Argyro; Παρασκακη Αργυρο; Diamantopoulos Evaggelos; Διαμαντοπουλος Ευαγγελος; Xekoukoulotakis Nikos; Ξεκουκουλωτακης Νικος; Venieri Danai; Βενιερη Δαναη
Μελέτη κινητικότητας βαρέων μετάλλων σε εδάφη με προσθήκη βιοεξανθρακωμάτων (biochars) με πειράματα στηλών
(Technical University of Crete, 2014) Papadakis Michalis; Παπαδακης Μιχαλης; Diamantopoulos Evaggelos; Διαμαντοπουλος Ευαγγελος; Xekoukoulotakis Nikos; Ξεκουκουλωτακης Νικος; Gidarakos Evaggelos; Γιδαρακος Ευαγγελος
Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκαν πειράματα στηλών με σκοπό τη μελέτη της κινητικότητας βαρέων μετάλλων σε εδάφη με προσθήκη βιοεξανθρακωμάτων (biochars).Οι πρώτες ύλες που χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή των biochars προήλθαν από λυματολάσπη που συλλέχθηκε από τις ταινιοφιλτρόπρεσσες του βιολογικού καθαρισμού Χανίων, από το οργανικό κλάσμα απορριμμάτων που παρελήφθη από την ΔΕΔΙΣΑ, καθώς και από φλοιούς ρυζιού από ριζόμυλο της περιοχής Θεσσαλονίκης. Πιο συγκεκριμένα στον πρώτο κύκλο πραγματοποιήθηκαν πειράματα εκρόφησης με τέσσερα πληρωτικά μέσα (έδαφος χωρίς προσθήκες, έδαφος με biochar απο λυματολάσπη, έδαφος με biochar από το οργανικό κλάσμα των απορριμμάτων, έδαφος με biochar από φλοιούς ρυζιού). Τα μέταλλα που εξετάστηκαν σε αυτή την φάση ήταν το Cr(III), το Cr(VI)και το Аs(V). Η διαβροχή των στηλών επιλέχτηκε έτσι ώστε να ανταποκρίνεται σε μια ρεαλιστική βροχόπτωση για την περιοχή των Χανίων και εν συνεχεία ελήφθησαν δείγματα που μετρήθηκαν στην ατομική απορρόφηση για να προσδιοριστούν οι συγκεντρώσεις των προς μελέτη βαρέων μετάλλων. Από τα αποτελέσματα συμπεραίνουμε ότι το έδαφος έδειξε μια αρκετά καλή συμπεριφορά στη συγκράτηση των βαρέων μετάλλων και ότι η προσθήκη των biochars άλλοτε βελτίωσε και άλλοτε όχι την προσροφητική ικανότητα του εδάφους. Έτσι για παράδειγμα, στην περίπτωση του Cr(III),ενώ το έδαφος χωρίς προσθήκες εκρόφησε 1,5% της συνολικής ποσότητας του Cr (III), στη στήλη με χώμα και biochar από φλοιούς ρυζιού εκροφήθηκε συνολικά 2,7%. Για τις στήλες με biochar από το οργανικό κλάσμα των απορριμμάτων και τη λάσπη τα αντίστοιχα ποσοστά ήταν 1% και 0,5%. Στον δεύτερο κύκλο πειραμάτων επιλέχτηκαν τρία πληρωτικά μέσα: χώμα χωρίς προσθήκες, χώμα και biochar από φλοιούς ρυζιού, χώμα και biochar από λυματολάσπη. Ετοιμάστηκαν διαλύματα Cr(VI)με συγκεντρώσεις 1mg/L, 3mg/Lκαι 10mg/L, τα οποία χρησιμοποιήθηκαν για τη διαβροχή των στηλών σε κάθε σετ πειραμάτων. Το άλας που χρησιμοποιήθηκε ήταν το K2CrO4. Από τα διαγράμματα που προέκυψαν διαπιστώνουμε ότι η επίτευξη συνθηκών πλήρους διαρροής στο δεδομένο χρόνο διαβροχής συμβαίνει μόνο για την περίπτωση των υψηλών συγκεντρώσεων (10mg/l, 3mg/l).
Μελέτη χρήσης επεξεργασμένων αμιαντούχων αποβλήτων στην προσρόφηση πετρελαϊκών ρύπων
(Technical University of Crete, 2012) Kousaiti Athanasia; Κουσαϊτη Αθανασια; Gidarakos Evaggelos; Γιδαρακος Ευαγγελος; Diamantopoulos Evaggelos; Διαμαντοπουλος Ευαγγελος; Pentari Despoina; Πενταρη Δεσποινα
Σύνθεση φωτοκαταλυτών για τη διάσπαση του αντιβιοτικού SMX σε υδατικά διαλύματα
(Πολυτεχνείο Κρήτης, 2016) Karafina Panagiota; Καραφινα Παναγιωτα; Xekoukoulotakis Nikos; Ξεκουκουλωτακης Νικος; Diamantopoulos Evaggelos; Διαμαντοπουλος Ευαγγελος; Panagiotopoulou Paraskevi; Παναγιωτοπουλου Παρασκευη
Η ραγδαία αύξηση του ρυθμού κατανάλωσης φαρμακευτικών σκευασμάτων, και ιδίως αντιβιοτικών, έχει ως συνέπεια την συνεχόμενη απόρριψη των ουσιών αυτών στο περιβάλλον. Η κατάληξή τους σε διάφορες υδατικές μήτρες, όπως τα επιφανειακά και υπόγεια νερά, εντείνει την παγκόσμια ανησυχία για τις επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία και αυξάνει το επιστημονικό ενδιαφέρον για την ανακάλυψη μεθόδων αποτελεσματικών για την απομάκρυνσή τους. Οι προηγμένες διεργασίες οξείδωσης (advanced oxidation processes, AOPs) αποτελούν μια σειρά από καινοτόμες διεργασίες, οι οποίες είναι φιλικές προς το περιβάλλον. Η εφαρμογή τους τις τελευταίες δεκαετίες στην επεξεργασία νερού και υγρών αποβλήτων εμφανίζει επιτυχή αποτελέσματα, τόσο στη διάσπαση βλαβερών και τοξικών ουσιών όσο και στην απομάκρυνση φαρμακευτικών σκευασμάτων. Στην παρούσα εργασία πραγματοποιείται η εφαρμογή μιας από τις πιο δημοφιλείς προηγμένες διεργασίες οξείδωσης, της φωτοκατάλυσης, για την απομάκρυνση του αντιβιοτικού σουλφαμεθοξαζόλης (SMX) σε υδατικά διαλύματα. Ως φωτοκαταλυτικό μέσο χρησιμοποιήθηκε ο ημιαγωγός TiO2 και μια σειρά από εμπλουτισμένους φωτοκαταλύτες που παρασκευάστηκαν γι’ αυτό το σκοπό. Οι καταλύτες παρασκευάστηκαν με την υδροθερμική μέθοδο κι είχαν ως βάση μια πρόδρομη ένωση του TiO2. Οι προσμίξεις που περιείχαν ήταν βόριο (Β – TiO2), άργυρος (Ag – TiO2), καθώς και ο συνδυασμός τους (Β – Ag – TiO2 ). Σκοπός των πειραμάτων ήταν η μελέτη της απόδοσης των συνθετικών φωτοκαταλυτών για τη διάσπαση του SMX, καθώς και η σύγκριση των αποτελεσμάτων με τον εμπορικά διαθέσιμο καταλύτη Degussa P25. Η σύνθεση των φωτοκαταλυτών στόχευε, επίσης, στην απορρόφηση ακτινοβολίας και ενεργοποίησή τους, τόσο στο υπεριώδες όσο και στο ορατό φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Από τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν προέκυψε ότι το SMX είναι μια αρκετά σταθερή ουσία, η οποία δεν διασπάται εύκολα. Η εν λόγω ουσία δεν φωτολύεται στο ορατό, ενώ υπό την επίδραση προσομοιωμένης ηλιακής ακτινοβολίας εμφανίζει διάσπαση περίπου 50% μετά την πάροδο τριών ωρών ακτινοβόλησης. Στο σύνολο των φωτοκαταλυτών που χρησιμοποιήθηκαν στα πειράματα, ο Degussa P25 είχε τα καλύτερα αποτελέσματα απομάκρυνσης του SMX, επιτυγχάνοντας υπό την επίδραση προσομοιωμένης ηλιακής ακτινοβολίας πλήρη απομάκρυνση της ουσίας σε 60 λεπτά και υπό την επίδραση ορατού φωτός απομάκρυνση της τάξης του 80% σε διάρκεια τεσσάρων ωρών. Από τους συνθετικούς φωτοκαταλύτες καλύτερος αποδείχτηκε εκείνος που ενισχύθηκε με βόριο σε ποσοστό 5%, τόσο υπό την επίδραση προσομοιωμένης ηλιακής ακτινοβολίας όσο και υπό την επίδραση ορατής ακτινοβολίας, συντελώντας στη διάσπαση της φαρμακευτικής ουσίας κατά περίπου 70% και 40%, αντίστοιχα . Ως κατακλείδα, όλοι οι φωτοκαταλύτες εμφάνισαν δραστικότητα ως προς την απομάκρυνση του SMX, τόσο υπό την επίδραση προσομοιωμένης ηλιακής ακτινοβολίας όσο και υπό την επίδραση ορατής ακτινοβολίας. Τα αποτελέσματα είναι ενδιαφέροντα, ωστόσο το όλο θέμα χρήζει περαιτέρω διερεύνησης για τη βελτιστοποίηση της σύνθεσης των φωτοκαταλυτών.
Φωτολυτική τύχη της ουσίας 2,3-δίβρωμο-5,6-διμέθυλ-1,4- βενζοκινόνης σε υδατικά περιβαλλοντικά δείγματα
(Technical University of Crete, 2015) Kourounioti Efstathia; Κουρουνιωτη Ευσταθια; Elia Psillakis; Ψυλλακη Ελευθερια; Kalogerakis Nikos; Καλογερακης Νικος; Diamantopoulos Evaggelos; Διαμαντοπουλος Ευαγγελος
Οι αλοβενζοκινόνες (halobenzoquinones) αποτελούν μια νέα ομάδα παραπροϊόντων απολύμανσης, τα οποία με τη σειρά τους ανήκουν στην ομάδα των αναδυόμενων ρυπαντών (emerging contaminants). Τέτοιες ενώσεις έχουν ανιχνευθεί σε πόσιμο νερό σε συγκεντρώσεις που κυμαίνονται από 4.5-275 ng/L ενώ πρόσφατα ανιχνεύθηκαν και σε νερά πισίνας. Η δημιουργία τους προέρχεται κατά την αντίδραση των απολυμαντικών μέσων με το φυσικό οργανικό υλικό που υπάρχει ήδη στο νερό, όπως προϊόντα προσωπικής φροντίδας, φαρμακευτικές ουσίες, φυτοφάρμακα καθώς τα περισσότερα από αυτά διαθέτουν αρωματικούς δακτυλίους που μπορούν γρήγορα να αντιδράσουν με οξειδωτικά όπως το χλώριο και το όζον και να παράγουν παραπροϊόντα. Η υπεριώδης ακτινοβολία αποτελεί έναν ευρέως χρησιμοποιούμενο τρόπο απολύμανσης νερού. Η υπεριώδης ακτινοβολία οδηγεί στη δημιουργία παραπροϊόντων απολύμανσης αλλά δύναται να οδηγήσει στην περεταίρω μετατροπή αυτών σε υδροξυλιομένα παραπροϊόντα, τα οποία μελετώνται τελευταία για την τοξικότητα και την τύχη τους στο περιβάλλον. Πρόσφατα ανιχνεύθηκε η ουσία 2,3-δίβρωμο-5,6-διμέθυλ-1,4-βενζοκινόνη (dibromo-dimethyl-benzoquinone) σε νερό πισίνας ως παραπροϊόν απολύμανσης. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η φωτολυτική τύχη της ουσίας 2,3-δίβρωμο-5,6-διμέθυλ-1,4-βενζοκινόνης σε διάφορα υδατικά δείγματα. Πιο συγκεκριμένα, μελετήθηκε η επίδραση διαφόρων παραμέτρων στο ρυθμό φωτοδιάσπασης της ουσίας, παρουσία υπεριώδους ακτινοβολίας (UVC,254 nm, 2x18W). Οι παράμετροι που εξετάστηκαν ήταν το pH, η αρχική συγκέντρωση, η επίδραση βουτανόλης, η επίδραση νιτρικών ιόντων, χουμικών οξέων καθώς και η επίδραση NaCl 3.5%w:v. Ακόμα μελετήθηκε η επίδραση της υδατικής μήτρας στο ρυθμό φωτοδιάσπασης της ουσίας. Συγκεκριμένα χρησιμοποιήθηκαν υδατικά δείγματα από ποτάμι, θάλασσα και από το βιολογικό καθαρισμό της πόλης των Χανίων ως υδατικές μήτρες για τη φωτοδιάσπαση της βενζοκινόνης. Από την πειραματική διαδικασία προέκυψε ότι η επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας οδήγησε στη διάσπαση της 2,3-δίβρωμο-5,6-διμέθυλ-,4-βενζοκινόνης σε χρονικό διάστημα 45 λεπτών. Ο χρόνος ημιζωής υπολογίστηκε ότι είναι 8.37 λεπτά, στην περίπτωση της φωτόλυσης της ουσίας σε υπερκάθαρο νερό, με αρχική συγκέντρωση 50ppm. Ο ρυθμός φωτοδιάσπασης δεν επηρεάστηκε σημαντικά από τη μεταβολή του pH. Σε πολύ βασικό pH η ουσία διασπάστηκε πολύ γρήγορα, απουσία της υπεριώδους ακτινοβολίας, ενώ σε pH 7, υπολογίστηκε ο μικρότερος χρόνος ημιζωής. Επιπλέον, η αύξηση της αρχικής συγκέντρωσης της ουσίας οδήγησε στη μείωση του ρυθμού φωτοδιάσπασης. Η παρουσία νιτρικών ιόντων, βουτανόλης και αλατιού δεν επηρέασαν σημαντικά το ρυθμό φωτοαποδόμησης. Η προσθήκη χουμικών οξέων στην υδατική μήτρα καθυστέρησε σημαντικά το ρυθμό φωτοδιάσπασης της ουσίας, λόγω της απορρόφησης της ακτινοβολίας από τα χουμικά οξέα. Πιο συγκεκριμένα, στα 45 λεπτά ακτινοβόλισης η ουσία είχε απομακρυνθεί σε ποσοστό 40% παρουσία χουμικών οξέων. Τέλος, η σύσταση της υδατικής μήτρας φαίνεται να παίζει σημαντικό ρόλο στη φωτοδιάσπαση της ουσίας. Η ύπαρξη οργανικών και ανόργανων ενώσεων επηρεάζει τη φωτοαποδόμηση καθώς μεταβάλλεται η δόση της υπεριώδους ακτινοβολίας που απορροφάται από την ουσία. Στην περίπτωση του θαλασσινού νερού, η απομάκρυνση ήταν 50% σε χρόνο 45 λεπτών, 63% για το νερό από ποτάμι και 93% στο δείγμα νερού από το βιολογικό καθαρισμό. Κατά τη διεξαγωγή των πειραμάτων, τα χρωματογραφήματα από την ανάλυση στην υγρή χρωματογραφία, εμφάνισαν επιπλέον κορυφές σε ορισμένες περιπτώσεις, γεγονός που υποδεικνύει ότι η φωτόλυση της ουσίας μπορεί να οδηγεί στη δημιουργία άλλων ενώσεων-παραπροϊόντων. Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία και με βάση τις χημικές ιδιότητες των βενζοκινονών, οι αλοβενζοκινόνες φαίνεται να σχηματίζουν, μέσω οξειδωτικών διεργασιών, υδροξυλιομένες μορφές στο νερό, οι οποίες μελετώνται για την τοξικότητα αλλά και τη σταθερότητά τους στο νερό.

Περιηγούμαι

Πλοήγηση Μεταπτυχιακές Διατριβές ανά Συγγραφέα "Diamantopoulos Evaggelos"