Οξείδωση οργανικών ρύπων σε υδατικά διαλύματα διασποράς…

…με υπερήχους και με συμβατικές μεθόδους

Σ. Παταρούδη, Μαρία Μπατσίλα, Α. Μαρούλης, Κ. Χατζηαντωνίου

ΔΙΧΗΝΕΤ 2006

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Η χρήση οργανικών ουσιών και ειδικά συνθετικών χρωστικών δεν είναι ακίνδυνη για το περιβάλλον. Η βιομηχανία επεξεργασίας υφασμάτων θεωρείται ως ο χειρότερος τομέας της βιομηχανίας, όσον αφορά στη ρύπανση του υδροφόρου ορίζοντα, κυρίως διότι τα υγρά απόβλητα των εργοστασίων αυτών έχουν υψηλές τιμές βιοχημικά απαιτούμενου οξυγόνου (BOD). Επειδή πολλές από τις χρησιμοποιούμενες συνθετικές χρωστικές είναι τοξικές και οι υπάρχουσες μέθοδοι καταστροφής / αδρανοποίησης τους μεταφέρουν απλώς το πρόβλημα της απορρύπανσης, κρίνεται στο απαραίτητο η παρέμβαση της Πράσινης Χημείας για την ανεύρεση μιας ουσιαστικής λύσης στο πρόβλημα αυτό. Για το λόγο αυτό στην παρούσα εργασία θα αναφερθούμε στην οξείδωση οργανικών ρύπων (και χρωστικών) με μια Πράσινη και με μια συμβατική μέθοδο, ώστε να μπορέσει να γίνει σύγκρισή τους. Σαν συμβατική μέθοδος επελέγη η οξείδωση της ηλιανθίνης με υποχλωριώδες νάτριο, το οποίο διασπά τις χρωμοφόρες ομάδες του μορίου της ηλιανθίνης με αποτέλεσμα τον αποχρωματισμό του. Τα μειονεκτήματα του όμως είναι αρκετά και σημαντικά, εφόσον το ίδιο το υποχλωριώδες νάτριο αποτελεί ρύπο για το περιβάλλον. Η Πράσινη μέθοδος που επελέγη να χρησιμοποιηθεί είναι η οξείδωση με ρίζες υδροξυλίου που παράγονται από την διάσπαση του νερού με την βοήθεια υπερήχων. Τα κυριότερα πλεονεκτήματα της μεθόδου αυτής είναι αφ’ ενός ότι δεν ρυπαίνει το περιβάλλον (σαν πρώτη ύλη χρησιμοποιείται νερό και τα παραπροϊόντα είναι ρίζες που καταστρέφονται γρήγορα) αφ’ ετέρου δε ότι οι εξαιρετικά δραστικές ρίζες διασπούν πλήρως τους οργανικούς ρύπους.

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

1. Θεωρητικό μέρος: Εισαγωγή, Ρύπανση του περιβάλλοντος, Ρύποι, Τρόποι μεταφοράς τοξικών χημικών ενώσεων στον άνθρωπο, Χλωριωμένοι αλειφατικοί υδρογονάνθρακες, Διχλωρομεθάνιο, Χρωστικέ, Χρώμα και δομή, Κυανούν του μεθυλενίου, Aζωχρώματα, Ηλιανθίνη, Χημική οξείδωση, Οξείδωση με υποχλωριώδες νάτριο, Μηχανισμός οξείδωσης, Οξείδωση με «οξυγόνο στην απλή κατάσταση», Η δομή του μοριακού οξυγόνου, «Οξυγόνο στην απλή κατασταση», Παρασκευή «οξυγόνου στην απλή κατάσταση», Χημικές αντιδράσεις με «οξυγόνο στην απλή», Χημική οξείδωση με ρίζες υδροξυλίου, Οξείδωση με υπερήχους, Αρχή λειτουργίας υπερήχων, Συσκευές παραγωγής υπερήχων, Λουτρό υπερήχων, Σύστημα probe, Εφαρμογή υπερήχων στην απορρύπανση, Επιδράσεις υπερήχων στους ρύπους, Οξείδωση τετραχλωράνθακα και διχλωρομεθανίου, Δείκτες – εξουδετέρωση.
2.Πειραματικό μέρος: Κανόνες ασφαλείας στο εργαστήριο, Προληπτικά μέτρα, Αποθήκευση, Συμβουλές πρώτων βοηθειώ, Ασφάλεια κατά την χρήση των υπερήχων, Πειράματα: Πειράματα επιδείξεως (Το μαγικό μπλε, Αποχρωματισμός κυανού του μεθυλενίου με φωτοξείδωση, Οξείδωση χρωστικών (ηλιανθίνη & κυανούν του μεθυλενίου) με «οξυγόνο στην απλή κατάσταση», Αλλαγή χρώματος του δείκτη φαινολοφθαλεΐνη, Πειράματα για μαθητές – φοιτητές, Οξείδωση της ηλιανθίνης με υποχλωριώδες νάτριο, Οξείδωση διχλωρομεθανίου με εφαρμογή υπερήχων.
3. Παράρτημα: Προεργαστηριακές ερωτήσεις, Μεταεργαστηριακές ερωτήσεις, Απαντήσεις στις προεργαστηριακές ερωτήσεις, Απαντήσεις στις μεταεργαστηριακές ερωτήσεις, Φύλλα δεδομένων ασφάλειας υλικών (MSDS), Φύλλο Δεδομένων Ασφαλείας διχλωρομεθανίου, Φύλλο Δεδομένων Ασφαλείας υποχλωριώδους νατρίου, Φύλλο Δεδομένων Ασφαλείας υδροξειδίου του νατρίου, Φύλλο Δεδομένων Ασφαλείας φαινολοφθαλεϊνης, Φύλλο Δεδομένων  Ασφαλείας ηλιανθίνης, Φύλλο Δεδομένων  Ασφαλείας κυανού του μεθυλενίου, Φύλλο Δεδομένων Ασφαλείας  του υπεροξειδίου του υδρογόνου, Εκφράσεις τοξικότητας, Βιομηχανική παρασκευή του κυανού του μεθυλενίου.
4. Βιβλιογραφία.

Για το πλήρες κείμενο πατήστε το παρακάτω εικονίδιο.