] O [H 2 2

Nagyhat

Nagyhat é é konys konys á á g g ú ú Oxid Oxid á á ci ci ó ó s s Elj Elj á á r r á á sok sok

(Advanced Oxidation Processes) (Advanced Oxidation Processes)

Levegő és vizek szerves szennyezőinek lebontására használatos eljárás, ha

-a szennyező pusztítja a biotechnológiai eljárás mikroorganizmusait

-ha nincs alkalmas mikroorganizmus a szennyező lebontására,

- ha mikrobiológiai eljárás nem kívánatos

Döntően szabad gyököket (többnyire

hidroxilgyököt) generálnak

H

lon párok

.. ... Párosítatlan elektron

HIDROXIL GYÖK

Hidroxilgyök generálásra használatos módszerek

Kémiai módszerek

Fotokémiai módszerek Szonokémiai módszerek

Radiolízisen alapuló módszerek

(és ezek kombinációi)

Az Az AOPs AOPs csoportos csoportos í í t t á á sa sa

Csoport

A folyamat Fázis Energiaforrás OH gyök generálás

Homogén

Fény Fotokémiai foly.

UV^*/O₃ UV/H₂O₂ UV/H₂O₂/O₃

UV/F²⁺(Fe³⁺)/H₂O₂ Fény /Ultrahang Fotokém./szonokém. UV/US^**

Ultrahang Szonokémiai folyamat US/H₂O₂ US/O₃ Nagy energiájú

elektron Ionizáló sugárzás Elektron sugár Nincs Kémiai folyamat H₂O₂/O₃

Nincs Kémiai folyamat O₃/H₂O₂/nagy pH Nincs Kémiai folyamat Fe²⁺/H₂O₂(Fenton) Nincs Elektrokém./ Kém. f Electro-Fenton

Heterogén ^Fény Fotokémiai folyamat UV/TiO₂/O₂ UV/TiO₂/H₂O₂ Nincs Kémiai folyamat Iron Oxide/H₂O₂

* : Ultraviolet (ultraibolya), ** : Ultrasound (ultrahang)

2

Ózonon alapuló gyökgenerálási módszerek

Oxidálószer Oxidációs potenciál (V)

fluór 3,03

hidroxilgyök 2,80

atomos oxigén 2,42

ózon 2,07

hidrogén-peroxid 1,78

perhidroxilgyök 1,70

permanganátion 1,68

hipobrómos sav 1,59

klórdioxid 1,57

hipoklóros sav 1,49

hipojódos sav 1,45

klór 1,36

bróm 1,09

jód 0,54

Az ózon láncbomlása

O₂

O₂

O₃^-

OH

O₃

O 2 HO₂

+H⁺

-

Tomiyasu, Fukutomi és Gordon (TFG modell)

Láncindítás:O₃ + OH^- = HO₂^- + O₂ HO₂^- + O₃ = •O₃^- +•HO₂ Láncciklus:

Staehelein, Bühler és Hoigné ( SBH modell)

O₃ + OH^- = •O₂^- + •HO₂ Láncindítás:

Láncciklus:

O

O

O

HO

H

HO

O

O

HO2

O

H

O

O

O

HO

H

HO

O

O

HO²

O

H

O₂

O₃^-

OH

O₃

O 2 HO₂

+H⁺

-

TFG modell

SBH modell

• Számított HO

koncentrációk

7 9 11

0.01

0.001

0.0001

pH [H 2O 2]

2.0 E-8 - 2.5 E-8 1.5 E-8 - 2.0 E-8 1.0 E-8 - 1.5 E-8 5.0 E-9 - 1.0 E-8 0.0 E-0 - 5.0 E -9

FeltFeltéételezett mechanizmusok:telezett mechanizmusok:

1. 1. HoignéHoigné, , Staehelin, Staehelin, BaderBader

FeltFeltéételezett mechanizmusok:telezett mechanizmusok:

1. Gordon,

1. Gordon, TomiyasuTomiyasu és és FukutomiFukutomi

A kA kéét mechanizmus öt mechanizmus összehasonlsszehasonlítítáása:sa:

1. M1. Máás az inds az indítítóó (az (az óózon ézon és a hidroxids a hidroxid--ion kion köözzötti ötti reakci

reakcióó sztsztööchiometrichiometriáájaja) )

OO₃₃ + OH+ OH^-- →→ HOHO₂₂ + O+ O₂₂^-- OO₃₃ + OH+ OH^-- →→ HOHO₂₂^-- + O+ O₂₂ 2. A TFG modellben nem szerepel a HO

2. A TFG modellben nem szerepel a HO₄₄ és a HOés a HO₃₃ gygyöök.k.

Az Az ó ó zonboml zonboml á á s s prom prom ó ó torai torai

Promótoroknak tekintik azokat az anyagokat, amelyek hidroxil-gyökkel való reakciójuk után a rendszerbe

szuperoxid-gyökion (•O₂^- ) formájában az vissza-juttatják ózonbontó gyököket.

MH

M^- +H⁺

OH H₂O

M^-_ox

O₂ O₂^-

M_ox

Általános séma:

Néhány példa a promócióra

HCOO^- +H⁺

OH H₂O O₂ O₂^-

HCOOH

COO^- CO₂

Hangyasav

OH H₂O

O₂

H₃C-OH H₂C-OH H₂C-OH O₂^- O-O

H₂C=O + H₂O + Metanol

OH H₂O H₂PO₄^-

HPO₄^2-+H⁺

RCH₂OH H₂PO₄^-

HPO₄^2-+H⁺ H₂PO₄^-

RCHOH

O₂ O₂^-

termék

Foszfátion:

Inhib

Inhib í í ci ci ó ó

Inhibítornak kell tekinteni minden olyan anyagot, ami a hidroxil- gyököt befogja és nem szolgáltatja vissza a láncvivő gyököket (pl. a szuperoxid-gyökiont).

A

+ •OH = •A

+ OH

(áltakános séma)

•OH + Cl^- = •ClOH^-

•ClOH^- + H⁺ ↔ •Cl + H₂O

•Cl + Cl^- ↔ •Cl₂^-

kloridion inhibíció

Leggyakoribb a karbonát (hidrogénkarbonát) CO₃^2- + •HO → •CO₃^- + ^-OH

Az Az ó ó zonon alapul zonon alapul ó ó gy gy ö ö kgener kgener á á l l á á si elj si elj á á r r á á sok hat sok hat é é konys konys á á ga ga

Az oldott ózon koncentrációjának növelése az oldatfázisban:

-hőmérsékletcsökkentés (nem gazdaságos)

-a forrásul szolgáló gázfázisban koncentrációnövelés (behatárolt)

- folyamatos utánpótlás

Az iniciálási reakció sebességének növelése

- pH növelése (gazdaságtalan, esetenként nem megengedhető) -- egyéb módszerek (pl. hidrogénperoxid adagolása, UV fény

alkalmazása

Az ózon fertőtlenítő hatása Az ózon fertőtlenítő hatása

Giardia lamblia cysts 99.9% elpusztításához (3 nagyságren szükséges c×t értékek g/m^3.perc egységben

Szer pH < 1 ^oC 5 ^oC 10 ^oC 15 ^oC 20 ^oC 25 ^oC

6 165 116 87 58 44 29

Szabad Cl2 7 236 165 124 93 62 41 (2 g/m³) 8 346 243 182 122 91 61

9 500 353 265 177 132 88

Ózon 6-9 2,9 1,9 1,43 0,95 0,72 0,48

ClO2 6-9 63 26 23 19 15 11

Klóramin 6-9 3800 2200 1850 1500 1100 700

A US EPA c×t koncepciója A Click-Watson szabály szerint:

c N dt k

N

d = ⋅ ⋅

− [ ] [ ]

ct

e

N

N ] = [ ]

⋅

[

]0

[ ] log [

O

O₂

O

O

O 2 HO₂

+H⁺

-

Az Az ó ó zon spont zon spont á á n boml n boml á á sa sa

O₂

O₂

O₃^-

OH

O₃

O 2+H⁺ HO₂

O₃ H₂O₂

+H⁺

HO₂^-

+ hidrogén-peroxid

+ ultraibolya f

+ ultraibolya f é é ny: ny:

O₃ + hν → O₂ + O(¹D) O(¹D) + H₂O → HO· + HO·

Ó Ó zonon alapul zonon alapul ó ó m m ó ó dszerek dszerek

Ó Ó zon zon é é s UV sug s UV sug á á rz rz á á s kombin s kombin á á ci ci ó ó ja ja

O

+ hν

= O

+ O(

D) O(

D) + RH = •OH + •R

•OH + O

= •HO

+ O

•HO

+ O

= •OH + 2O

•R + O

= •RO + O

Az ózon lehetséges széteséseihez rendelhető küszöbenergiáknak megfelelő hullámhosszúságok nm-ben

O/O₂ ³Σ^{- 1}Δ_g ¹Σ_g^{+ 3}Σ_u^{+ 3}Σ_u^-

3P 1180 611 463 ²³⁰ 173

1D 411 310 266 168 136

1S 237 200 180 129 109

Higanygőzlámpák spektrális eloszlása

KISNYOMÁSÚ LÁMPA

KÖZEPES

NYOMÁSÚ LÁMPA

Külömböző mikroorganizmusok elpusztításának energiaigénye

Organism Continuous UV

90% (1log) ^a Effectiveness

(mW-s/cm²)

Continuous UV 99% (2log) ^b Effectiveness

(mW-s/cm²)

Pulsed UV 90% (1log) ^c Effectiveness

(mW-s/cm²)

Cryptosporidium¹ 110 330 >16

Escherichia coli¹ 3-6 7-16 >13

Staphylococcus aureus¹ 2-5 7 >10

Vibrio cholerae² 6-7 7-13 NA

Infectious hepatitis² 5-8 8-15 NA

Poliovirus² 3-12 6-13 NA

Nematode eggs³ 31-51 92 NA

Chlorella vulgaris⁴ 12-14 22 NA

Blue-green algae⁴ 300-600 NA NA

Infectious pancreatic necrosis⁵ 40 60 NA

1Bacteria

2Viruses

3Protozoan

4Algae

5Fish Related Disease

aAquionics, Inc., and Safe Water Solutions Inc.

bAquafine Corporation and Safe Water Solutions Inc.

cInnovatech Inc.

•^•

H2O2 H O2 -

•HO 2- •O2-

O3

h ν

I I⁺ O3

O3-

•HO3 •OH

O2

OH^-

O3

S

•R

RH ROO •

O2

Roxid

D

Doxid

Φ

Fenton reakció

Főreakció

Fe

+ H

O

= Fe

+ •HO

+ H

Fe

+ H

O

+ H

= Fe

+ •OH + H

O

Gyökreakciók

Fe

+ •OH = Fe

+ OH

H

O

+ •OH = •HO

+ H

O Fe

+ •HO

+ H

= Fe

+ H

O

Fe

+ •HO

= Fe

+ O

+ H

Fe³⁺_aq Fe²⁺_aq

H₂O₂ HO₂

HO₂ O₂

H₂O₂

Fe³⁺ + OH +OH^-

Fe(H₂O₂)²⁺_aq Fe⁴⁺(OH)_2,aq

OH +OH^-

szennyezõk oxidációja?

szennyezõk oxidációja?

Fenton

Fenton - - reakció reakció

Foto-Fenton reakció

[Fe

-OOH]

+ hν ↔ [Fe

-OOH]

[Fe

-OOH]

= Fe

+ •HO

Labilis köztitermékek képződése

[Fe

-OOH]

= {Fe

-O• ↔ Fe

=O} + •OH

[Fe

-OOH]

= {Fe

=O} + OH

Radiolízis Radiolízis

H₂O H₂O⁺ + e^-

4,8 H₃O⁺ + 4,8 HO

4,8 e^-_aq

10^-16 s

10^-14 s 10^-12 s

spur szétterjedés és reakciók

2,6 e^-_aq + 0,6 H + 2,7 HO

+ 0,45 H₂ + 0,7 H₂O₂ + 2,6 H₃O⁺ + 2,9 H₂O 10^-7 s

Az anyagféleségek előtti számok az ún. G értéket, a 100 eV besugárzó

Vákuum

Vákuum - - ultraibolya fotolízis ultraibolya fotolízis

• • 1991: excimer lámpák megjelenése 1991: excimer lámpák megjelenése

• • meglévő tapasztalatok alapján „házilag” meglévő tapasztalatok alapján „házilag” építhető építhető Xe excimer sugárforrás

Xe excimer sugárforrás

• • viszonylag egyszerű gyökgenerálási módszer viszonylag egyszerű gyökgenerálási módszer

• • λ<200 nm λ<200 nm - - nagy energiájú fotonok bontják nagy energiájú fotonok bontják

••

az oxigént: az oxigént: O O

+ hν + h ν → → O O

+ O + O

• • a vizet: a vizet: H H

O + h O + h ν ν → →

OH + H OH + H

A fényforrás felépítése és működése A fényforrás felépítése és m űködése

Nagyfeszültségű tápegység

fémháló

∼

belső elektród

Xe gáz

~∼

~

Xe Xe e- e -

Xe* Xe*

(( (( )) )) e e - - Xe Xe

Xe Xe

Xe* Xe*

(( (( )) )) + +

Xe* Xe*

(( (( )) ))

Xe Xe

Xe Xe

Xe Xe

h h ν ν

+ +

0

0 0,010,01 0,10,1 0,2 cm0,2 cm

A láA lámpa felszmpa felszíínnééttőől vall valóó ttáávolsvolsáágg

H

O

H .

-hõ(2)

OH . ₊

(1) intenzitással arányos r₁=p₁×10^-cεx

I=p₁×A_lámpa/ln10×cε

(2) k₂^kalitka, k₂^diffúziós

k₂=(k₂^kalitka - k₂^diff)×10^-cεx+k₂^diff

14 elemi lépésből álló mechanizmus

A v A v í í z VUV fotol z VUV fotol í í zis zis é é nek kinetikai modellje nek kinetikai modellje

• Számítható ez egyes gyökök koncentrációja

• Az egyes reakciólépések szerepe

-10 -8 -6 -4

0,000 0,200

lg c /mol dm-3

0

0 0,010,01 0,10,1 0,2 cm0,2 cm

O₂ H₂O₂

O₂^.-

HO

HO

H

A víz homolízise diffúzió keveredés

H

O

H .

-hõ(2)

OH . ₊

O₂

H

O

H

O

HO₂ O₂^-.

-O₂

A „kalitka

A „kalitka - - effektus” effektus”

Visszaforduló reakciók Visszaforduló reakciók

.OH [Fe(CN)₆]^4-

.H [Fe(CN)₆]^3-

OH

.OH

.H

OH

.

.H

.OH

O₂ HO₂^.

+ H. ^{HOOC COOH}

H OH

COOH

HOOC HOOC COOH

OH

.

+ HO.

Nagy átalakulási hatékonyság: 2.b.

Nagy átalakulási hatékonyság: 2.b.

H H O O - - H H

(OH (OH

) )

(H (H

) )

S S

P P

P P

1.

2.a. 2.b.

hνhν

2.a. 2.a.

Módszer üzemeltetési költség ($/m³)

UV, pH=3^* 56,7

VUV^** 28

UV/H2O2*

7

ózon/UV^* 5

ózon/UV/H₂O₂^* 2,5 TiO2/UV^** 1,3 Foto-Fenton^* 0,7 radiolízis^*** 0,25 ózon/H2O2*

0,2

ózon^* 0,14

Fenton^* 0,1

radiolízis/ózon^*** 0,075

Gyökgenerálási módszerek összehasonlítása az Gyökgenerálási módszerek összehasonlítása az

üzemeltetési költségek alapján üzemeltetési költségek alapján

* M. Trapido, A. Goi, Proceedings of IOA’s 15^Th World Congress, London, 2001. pp. 102. (0,4mM 2,4,6-TNP)

** Becslés saját mérések alapján (0,1mM Ph)

*** P. Gehringer et al. Radiat. Phys. Chem. 46. 1075-78. (1,2 mM TCE)

Az els

Az elsőődlegesen kdlegesen kéépzőpződdőő gyögyökköök reakciók reakcióii Szelekt

Szelektíív, specifikus gyöv, specifikus gyökgenerkgeneráálláási msi móódszerek csak dszerek csak

elvelvéétve fordulnak eltve fordulnak előő, , íígy a reakcigy a reakcióórendszerek rendkrendszerek rendkíívvüül l öösszetettek sszetettek éés nehezen jellemezhets nehezen jellemezhetőők. k.

A gyA gyöökkök reaktivitök reaktivitáása a ksa a következövetkezőő sorrendben vsorrendben változik:áltozik:

• • OH >> OH >> • • O O

> > • • O O

≈ ≈ • • O O

> > • • HO HO

A hidroxilA hidroxil--gygyöökk reakcireakciói szerves anyagokkalói szerves anyagokkal 1. Hidrog

1. Hidrogén absztrakcién absztrakcióó::

OHOH•• + RH →+ RH → RR•• + H+ H₂₂O szerves gyöO szerves gyökk

RR--COOCOO^-- + •+ •OH = ROH = R-COO-COO•• + OH+ OH^-- PhXPhX + •+ •OH = OH = HOPhX•HOPhX•

2. 2. GyöGyökaddkaddíícicióó:: 3.Tö3.Töltltééssáátviteli: tviteli:

4. Rekombin

4. Rekombinááciciós: ós:

RR•• + •+ •OH = ROHOH = ROH

A A hidroxil hidroxil - - gy gy ö ö k k reakci reakci ó ó i szerves anyagokkal i szerves anyagokkal

Az els

Az els ő ő dleges gy dleges gy ö ö k k ö ö k boml k boml á á si l si l á á ncokat ind ncokat ind í í tanak el tanak el

Oxig Oxig é é n jelenl n jelenl é é t t é é ben: ben:

R R • • + O + O

= ROO = ROO • • Peroxilgy Peroxilgy ö ö k k

OHOH•• + RH →+ RH → RR•• + H+ H₂₂O szerves gyöO szerves gyökk

A szerves

A szerves peroxilgy peroxilgy ö ö k k ö ö k k reakci reakci ó ó i i

A szerves

A szerves peroxilgyöperoxilgyökkökök a nagyhata nagyhatéékonysákonysággúú oxidoxidáációciós s

eljáeljárráások mellett mind az atmoszfsok mellett mind az atmoszfééra, mind a hidroszféra, mind a hidroszféra ra kkémiémiáájjáában ban éés az és az éllőő szervezetekben vészervezetekben végbemengbemenőő fiziolófiziológiai giai

folyamatokban is meghat

folyamatokban is meghatározározóó szerepet jszerepet játszanak.átszanak.

A leggyakrabban el

A leggyakrabban előfordulőfordulóó átalalkulátalalkulááss a •a •HOHO₂₂ vagy •vagy •OO₂₂^-- gygyöök elimink elimináácicióója, amelynek hajtja, amelynek hajtóóereje a kereje a kéépzpzőőddőő

molekul

molekuláában a kettban a kettőős ks kööttéés kialakuls kialakuláása. sa.

A szerves

A szerves peroxilgy peroxilgy ö ö k k ö ö k k reakci reakci ó ó i i

A peroxilgyA peroxilgyöökkökök szészéteshetnek mind teshetnek mind unimolekulunimolekuláárisris, mind , mind bimolekul

bimolekulááris reakciris reakcióókban. A leggyakrabban elkban. A leggyakrabban előőfordulfordulóó unimolekul

unimolekuláárisris szszéétesteséés a s a ••HOHO₂₂ vagy vagy ••OO₂₂^-- gygyöök elimink elimináácicióója, ja, de nem ritka az intramolekul

de nem ritka az intramolekulááris Hris H--absztrakciabsztrakcióó, vagy a , vagy a kettkettőős ks kööttéésre valsre valóó addaddíícicióó..

••HOHO₂₂ gyögyök elimink elimináácicióó::

A szerves

A szerves peroxilgy peroxilgy ö ö k k ö ö k k reakci reakci ó ó i i

Az Az átalakulátalakuláás felts feltételezhetételezhetőően egy en egy ööt tagt tagúú gygyűrűrűbűből ől áállólló kkööztitermztitermééken keresztken keresztüül megy vl megy véégbe. Algbe. Alááttáámasztja ezt, masztja ezt,

hogy p

hogy pééldldáául a ul a ciklohexadienilciklohexadienil--peroxiperoxi--gygyöökbkbőőll csak akkor csak akkor szakad le

szakad le peroxilgyperoxilgyöökk, ha az elvonhat, ha az elvonhatóó HH--atom a atom a peroxiperoxi-- csoport

csoport melletti szmelletti széénatomon natomon vanmvanmíígg a a parapara helyzetben helyzetben -- d d eseteset-- a Ca C₁₁-O-O--OO··...H...H--CC₄₄ kkööttéés kialakuls kialakuláásásához a thoz a táávolsvolsáág g ttúl nagy úl nagy

A szuperoxid

A szuperoxid - - gy gy ö ö k ( k ( • • O O

) elimin ) elimin á á ci ci ó ó s reakci s reakci ó ó k k h h á á rom csoportra oszthat rom csoportra oszthat ó ó k. k.

Az els

Az elsőő csoportban olyan peroxilgycsoportban olyan peroxilgyöökköökk tartoznak, ahol a tartoznak, ahol a peroxi

peroxi--csoporthozcsoporthoz kapcsolkapcsolóóddóó CC--atomhoz atomhoz αα--helyzetben helyzetben --OH OH vagy

vagy --NHR csoport kapcsolNHR csoport kapcsolóódikdik

A szuperoxid

A szuperoxid - - gy gy ö ö k ( k ( • • O O

) elimin ) elimin á á ci ci ó ó s reakci s reakci ó ó k k h h á á rom csoportra oszthat rom csoportra oszthat ó ó k. k.

Az elimin

Az elimináciációós reakciós reakciók mk máásik csoportjsik csoportjáának jellegzetes nak jellegzetes kkéépviselpviselőője az 1je az 1--hidroxiciklohidroxiciklo--hexadienilhexadienil--44--peroxilperoxil--gygyöök, k,

ahol hidroxidion hat

ahol hidroxidion hatáássáára a gyra a gyöökcentrumtkcentrumtóól tl táávoli Hvoli H--atom atom ttáávozik, majd stabilizvozik, majd stabilizáállóódik a dik a gygyöökanionkanion

A szuperoxid

A szuperoxid - - gy gy ö ö k ( k ( • • O O

) elimin ) elimin á á ci ci ó ó s reakci s reakci ó ó k k h h á á rom csoportra oszthat rom csoportra oszthat ó ó k. k.

A harmadik csoportba tartoz

A harmadik csoportba tartozóó peroxilgyperoxilgyöökkökök karbo-karbo-kationkation kkéépzpzőőddéésséével szolgvel szolgááltatnak szuperoxidltatnak szuperoxid--gygyöökkööt t

Intramolekul

Intramolekul á á ris ris gy gy ö ö kaddici kaddici ó ó

szészénn--atomon lokalizatomon lokalizáált gylt gyöökcentrum alakul ki, ami vagy a kcentrum alakul ki, ami vagy a jelenl

jelenléévvőő oxigoxigéénnel reagnnel reagáál, vagy szl, vagy széétesiktesik

Intramolekul

Intramolekul á á ris H ris H - - elvon elvon á á s s

Az ilyen t

Az ilyen tíípuspusúú reakcireakciók jellemzók jellemzőőek pek pééldldáául a tul a tööbbszöbbszörröösen sen teltelíítetlen zstetlen zsírsavak oxidírsavak oxidáációciójjáánnáál, vagy autooxidl, vagy autooxidáciációós s

folyamatokban amelyekben nagyon reakt

folyamatokban amelyekben nagyon reaktíív hidroxilgyöv hidroxilgyök k kképzépzőődik vissza. dik vissza.

Reakci

Reakcióókkészsészsééggüket nagymüket nagyméértrtéékben befolykben befolyáásolja a solja a peroxicsoport

peroxicsoport kköörnyezete, rnyezete, íígy pgy pééldldáául az intenzul az intenzíív szv szíínnűű gygyöökkationtkkationt kkéépezpezőő tetrametiltetrametil--fenilfeniléénn--diaminnaldiaminnal valvalóó

reakci

reakcióó sebesssebesséégi egygi együütthattthatóója hja háárom nagysrom nagysáágrendet grendet

nnöövekszik, ha a vekszik, ha a peroxicsoportotperoxicsoportot tartalmaztartalmazóó szszéénatomon a natomon a HH--atomok helyett elektronszatomok helyett elektronszíívvóó tulajdonstulajdonsáággúú haloghalogéén, vagy n, vagy oxigoxigén én szubsztituensszubsztituens van.van.

T T ö ö lt lt é é s s á á tviteli tviteli é é s O s O - - atom atom á á tviteli reakci tviteli reakci ó ó k k

Bimolekul

Bimolekul á á ris boml ris boml á á si reakci si reakci ó ó k k

2 R-2 R-OO--O·O· →→ R-R-OO--O-O-OO--OO-R-R A labilis

A labilis alkilalkil-tetroxidok-tetroxidok valvalóószszíínnűű szszéétesteséseiben éseiben aldehidek, alkoholok, ketonok

aldehidek, alkoholok, ketonok éés s alkoxigyöalkoxigyökkökök keletkeznek: keletkeznek:

Bimolekul

Bimolekul á á ris boml ris boml á á si reakci si reakci ó ó k k

2 R-2 R-OO--O·O· →→ R-R-OO--O-O-OO--OO-R-R A RUSSEL

A RUSSEL-- mechanizmus: mechanizmus:

A A BENNETTBENNETT -- mechanizmus: mechanizmus:

T T ö ö bbl bbl é é p p é é ses sz ses sz é é tes tes é é st felt st felt é é telez telez ő ő mechanizmus mechanizmus

Szerves szennyez

Szerves szennyezőők gk gáázfzfááziszisúú áátalakultalakuláása sorsa soráán (pl. a n (pl. a fotok

fotokéémiai szmog kémiai szmog képzpzőőddéséséénnéél) jelentl) jelentőős szerepüs szerepük lehet (a k lehet (a primer

primer éés szekunder s szekunder peroxilgyperoxilgyöökköökk áátalakultalakuláásakor), azonban sakor), azonban az az alkoxigyalkoxigyökököökk nagy reakciónagy reakciókkéészsszséége miatt vizes ge miatt vizes

oldatokban val

oldatokban valóószíszínnűűleg alleg aláárendelt jelentrendelt jelentősősééggűek. űek.

T T ö ö bbl bbl é é p p é é ses sz ses sz é é tes tes é é st felt st felt é é telez telez ő ő mechanizmus mechanizmus

Mind a RUSSEL

Mind a RUSSEL--, mind a BENNETT, mind a BENNETT--mechanizmus mechanizmus

feltfeltéételezi, hogy a telezi, hogy a peroxicsoportotperoxicsoportot tartalmaztartalmazóó CC--atomon atomon HH--atom van, atom van, íígy a terciergy a tercier--gygyöökköök szk széétesteséése se

feltfeltéételezhettelezhetőően szerves en szerves trioxidtrioxid kkööztitermztiterméékek kek kialakul

kialakuláássáával jval jáár. r. A A terciertercier--alkilalkil--trioxidoktrioxidok szszéétesteséése vse vííz z rrészvészvéételteléével vvel véégbemengbemenőő, alkoholok keletkezé, alkoholok keletkezésséével jvel jáárróó

folyamat.

folyamat.

A nagyhat

A nagyhat é é konys konys á á g g ú ú oxid oxid á á ci ci ó ó s elj s elj á á r r á á sok sok alkalmaz

alkalmaz á á sa a v sa a v í í zkezel zkezel é é s s ben ben

A megfelel

A megfelelőő vívízellzellátátáás az egyike a legfontosabb egs az egyike a legfontosabb egéészsszséég megg megőőrzőrző ttényezényezőőknek.knek.

Megoldand

Megoldand ó ó probl probl é é m m á á k: k:

1.A fert

1.A fertőőtlentleníítétési mellsi mellééktermkterméékek (pl. kek (pl. trihalomettrihalometáánoknok) ) elteltávolávolííttáása;sa;

2.A 2.A mikroszennyezőmikroszennyezőkk: : peszticidekpeszticidek, a hormon, a hormonáális szablis szabáályozlyozáást zavarst zavaróó és utés utánzánzóó anyagok (endokrin disruptinganyagok (endokrin disrupting andand mimikmimik materials), materials),

gyógyógyszer maradvgyszer maradváányok nyok éés s biotoxinokbiotoxinok eltáeltávolvolííttása;ása;

3.3.A hagyomáA hagyományosnyos fertfertőőtlenítlenítétési eljsi eljárárásokkal szemben rezisztens ásokkal szemben rezisztens mikro organizmusok

mikro organizmusok elpusztíelpusztítátásasa (pl. Cryptosporidium(pl. Cryptosporidium))

FertFertőőtlenítleníttéési mellsi melléékterméktermékek (kek (disinfectiondisinfection by-by- products

products, , BDPsBDPs) elt) eltáávolvolííttáásasa

Az iv

Az ivóvóvííz forrz forráások tartalmaznak olyan termsok tartalmaznak olyan terméészetes szetes erdeterdetűű szerves szerves anyagokat (

anyagokat (naturalnatural organicorganic mattermatter, NOM) amelyek a bioszfé, NOM) amelyek a bioszféra ra éés a s a geoszf

geoszféra kéra köözzötti hidrolötti hidrológiai ciklus sorógiai ciklus soráán kern kerüülnek bele. lnek bele.

Szerves anyagok komplex kever

Szerves anyagok komplex keverééke: ke: huminhumin anyagok, hidrofil savak, anyagok, hidrofil savak, fehéfehérjrjék, ék, lipideklipidek, sz, széénhidrognhidrogéének nek éés aminosavak.s aminosavak.

DeríDeríttéésselssel csak ~csak ~5050--80%80%--aa ttáávolvolíítthathatóó el ael azz oldott szerves anyagoldott szerves anyagokoknak.nak.

A marad

A maradéék reagk reagáálhat a fertlhat a fertőőtlentleníítőtőszerrel (klszerrel (klóórral) rral) éés s trihalomettrihalometáánoknok keletkezhetnek, melyek

keletkezhetnek, melyek mutagmutagééneknek..

AOP alkalmaz

AOP alkalmazáása a vsa a víízben lézben lévvőő mikroszennyezőmikroszennyezőkk eltáeltávolvolíítátássáárara 1. Gy

1. Gyóógyszerek gyszerek éés endokrin szabs endokrin szabáályozlyozáásra hatsra hatóó anyagok (anyagok (endocrineendocrine disruptors

disruptors, , xenoestrogensxenoestrogens))

ÖsztrogÖsztrogéénn hormonok: 17-hormonok: 17-bb--ösztradiol, ösztradiol, öösztriolsztriol és és öösztronsztron (befoly

(befolyásoljásoljáák az embrik az embrióók k sexusexuáálislis differenciádifferenciállóóddáássáát, a reproduktt, a reproduktíív v szervek r

szervek ráákos daganatkos daganatáát okozzt okozzáák, befolyk, befolyáásoljsoljáák a k a glglüükköözz és a és a zsízsírsav anyagcserérsav anyagcserét.) Fogamzt.) Fogamzáásgsgáátltlóó gyógyógyszerek, lgyszerek, lábasjábasjószószáág g nönövekedvekedéést serkentst serkentőő anyagok maradváanyagok maradványaknyaként kerént kerüülnek a vizekbe.lnek a vizekbe.

XenoöXenoösztrogsztrogéénn anyagok: Az öanyagok: Az ösztrogsztrogéénn hormonokhoz hasonlhormonokhoz hasonlóó hathatást ást fejtenek ki, de azokt

fejtenek ki, de azoktóól kl kéémiailag kmiailag küüllöönbnböözzőő szerkezetűszerkezetű vegyüvegyületek: letek:

plpl NonilNonil-fenol-fenol, m, műűanyagokban, anyagokban, detergensekbendetergensekben hasznáhasználjljáák (200 k (200 milli

millióó kg kg éves termeléves termelés). A DDT analés). A DDT analóógok, gok, poliklpoliklóórozottrozott bifenilekbifenilek (PCB(PCB-k) ugyancsak -k) ugyancsak xenoxenoöösztrogsztrogééneknek..