Vaikeasti biohajoavien yhdisteiden esikäsittely otsonoinnilla
Nieminen, Piia (2011)
2011
Ympäristö- ja energiatekniikan koulutusohjelma
Luonnontieteiden ja ympäristötekniikan tiedekunta - Faculty of Science and Environmental Engineering
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2011-06-08
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-2011062214742
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-2011062214742
Tiivistelmä
Biohajoamattomina yhdisteinä tässä työssä tutkittiin kaatopaikkavettä ja lääkeaineita. Yhdisteet haluttiin muuttaa esikäsittelyn avulla biohajoavampaan muotoon. Jätevedet, joissa yhdisteita esiintyy, voidaan puhdistaa helpommin biologisessa jätevedenpuhdistamossa esikäsittelyn jälkeen.
Lääkeaineet voivat aiheuttaa ihmisen terveydelle haittaa jo hyvin pieninä pitoisuuksina. Tässä työssä tutkittavia lääkeaineyhdisteitä ovat amodiaquine, isoniazide, lamivudine ja levamisole, joita käytetään pääosin kehitysmaissa esiintyvien tautien hoidossa.
Lääkeaineiden biohajoavuutta voidaan lisätä hapettamalla niitä, jolloin aineiden molekyylirakenne pilkkoutuu. Tässä työssä käytetty ja myös yleisesti suosituin, tehokkain ja edullisin menetelmä on otsonointi. Jos otsonointi ei ole riittävän tehokas, voidaan käyttää myös muita menetelmiä, jotka perustuvat OH-radikaalien tuotantoon.
Kaatopaikkavesille tehtiin esikokeita, joiden avulla selvitettiin vesien biohajoavuutta. Kaatopaikkavedet osoittautuivat valmiiksi biohajoaviksi, joten niistä alettiin poistaa typpeä laboratoriossa kantoaineita sisältävällä biologisella puhdistusprosessilla. Aluksi puhdistamossa toimi kaksi aerobista reaktoria sarjassa, jolloin nitrifikaatio saatiin toimimaan 100 %:n tehokkuudella. Tämän jälkeen aerobisten reaktoreiden eteen lisättiin yksi anaerobinen reaktori, jolloin koko puhdistusprosessi oli toiminnassa. Puhdistusprosessia ei kuitenkaan saatu toimimaan halutulla tavalla, koska kokonaistypestä saatiin poistettua ainoastaan puolet.
Lääkeaineiden hajoaminen määritettiin HPLC-laitteistolla. Orgaanisen hiilen säilymistä näytteessä seurattiin DOC-analyysillä ja biohajoavuutta BOD-analyysillä. Eri lääkeaineet tarvitsevat hajoamiseen eri määrän otsonia, jolloin tämän työn lääkeaineet hajoavat seuraavassa järjestyksessä parhaimmaista huonoimpaan: lamivudine, amodiaquine, isoniazide ja levamisole. Parhaiten lääkeaineiden biohajoavuus kasvoi isoniazidellä ja lamivudinella, jolloin BOD-pitoisuus kasvoi yli 1,5 -kertaiseksi verrattuna käsittelemättömään näytteeseen. Amodiaquine on puolestaan todella huonosti biohajoava. Levamisolen biohajoavuus kasvoi myös selvästi vaikka se hajosi melko hitaasti otsonilla, jolloin sen orgaanisen hiilen määrä myös väheni otsonin vaikutuksesta. /Kir11
Lääkeaineet voivat aiheuttaa ihmisen terveydelle haittaa jo hyvin pieninä pitoisuuksina. Tässä työssä tutkittavia lääkeaineyhdisteitä ovat amodiaquine, isoniazide, lamivudine ja levamisole, joita käytetään pääosin kehitysmaissa esiintyvien tautien hoidossa.
Lääkeaineiden biohajoavuutta voidaan lisätä hapettamalla niitä, jolloin aineiden molekyylirakenne pilkkoutuu. Tässä työssä käytetty ja myös yleisesti suosituin, tehokkain ja edullisin menetelmä on otsonointi. Jos otsonointi ei ole riittävän tehokas, voidaan käyttää myös muita menetelmiä, jotka perustuvat OH-radikaalien tuotantoon.
Kaatopaikkavesille tehtiin esikokeita, joiden avulla selvitettiin vesien biohajoavuutta. Kaatopaikkavedet osoittautuivat valmiiksi biohajoaviksi, joten niistä alettiin poistaa typpeä laboratoriossa kantoaineita sisältävällä biologisella puhdistusprosessilla. Aluksi puhdistamossa toimi kaksi aerobista reaktoria sarjassa, jolloin nitrifikaatio saatiin toimimaan 100 %:n tehokkuudella. Tämän jälkeen aerobisten reaktoreiden eteen lisättiin yksi anaerobinen reaktori, jolloin koko puhdistusprosessi oli toiminnassa. Puhdistusprosessia ei kuitenkaan saatu toimimaan halutulla tavalla, koska kokonaistypestä saatiin poistettua ainoastaan puolet.
Lääkeaineiden hajoaminen määritettiin HPLC-laitteistolla. Orgaanisen hiilen säilymistä näytteessä seurattiin DOC-analyysillä ja biohajoavuutta BOD-analyysillä. Eri lääkeaineet tarvitsevat hajoamiseen eri määrän otsonia, jolloin tämän työn lääkeaineet hajoavat seuraavassa järjestyksessä parhaimmaista huonoimpaan: lamivudine, amodiaquine, isoniazide ja levamisole. Parhaiten lääkeaineiden biohajoavuus kasvoi isoniazidellä ja lamivudinella, jolloin BOD-pitoisuus kasvoi yli 1,5 -kertaiseksi verrattuna käsittelemättömään näytteeseen. Amodiaquine on puolestaan todella huonosti biohajoava. Levamisolen biohajoavuus kasvoi myös selvästi vaikka se hajosi melko hitaasti otsonilla, jolloin sen orgaanisen hiilen määrä myös väheni otsonin vaikutuksesta. /Kir11