Προσδιορισμός αναδυόμενων οργανικών ρύπων σε ιλύ βιολογικού καθαρισμού και απομάκρυνση τους με υδροθερμική κατεργασία

Μικρογραφία εικόνας

Αρχεία

Πρωτεύον αρχείο ΝΑΣΤΟΠΟΥΛΟΥ ΑΜΑΛΙΑ 2022.pdf (3.28 MB)

Ημερομηνία

2022-12-16

Συγγραφείς

Ναστοπούλου, Αμαλία
Nastopoulou, Amalia

Τίτλος Εφημερίδας

Περιοδικό ISSN

Τίτλος τόμου

Εκδότης

Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας

Περίληψη

Τύπος

masterThesis

Είδος δημοσίευσης σε συνέδριο

Είδος περιοδικού

Είδος εκπαιδευτικού υλικού

Όνομα συνεδρίου

Όνομα περιοδικού

Όνομα βιβλίου

Σειρά βιβλίου

Έκδοση βιβλίου

Συμπληρωματικός/δευτερεύων τίτλος

Περιγραφή

Η ρύπανση από χιλιάδες χημικές ενώσεις ανθρωπογενούς ή φυσικής προέλευσης στο περιβάλλον δημιουργεί σημαντικά οικολογικά προβλήματα και συνιστά θέμα αυξανόμενης ανησυχίας σε όλο σχεδόν τον κόσμο.Πληθώρα αναδυόμενων ρύπωνέχουν κάνει την εμφάνισή τους την τελευταία δεκαετία και έχουν προσδιοριστεί στο περιβάλλον. Κατηγορίες ενώσεων όπως τα φυτοφάρμακα, οι φθαλικοί εστέρες και τα οργανοφωσφορικά επιβραδυντικά φλόγας μπορούν να καταλήξουν στο περιβάλλον κυρίως μέσω των αποχετευτικών συστημάτων στις μονάδες επεξεργασίας αποβλήτων και στη συνέχεια σε υδάτινους αποδέκτες με αποτέλεσμα να αποτελούν ρύπους του υδάτινου οικοσυστήματος. Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία έχει ως στόχο την ανάπτυξη και την επικύρωση μιας αναλυτικής μεθόδου για τον ταυτόχρονο προσδιορισμό ενώσεων φυτοφαρμάκων, φθαλικών εστέρων και οργανοφωσφορικών επιβραδυντικών φλόγας σε δείγματα λυματολάσπης και παράλληλα η εφαρμογή της υδροθερμικής επεξεργασία της λυματολάσπης για τον προσδιορισμό του ποσοστού απομάκρυνσης των υπολειμμάτων των ουσιών από αυτή. Για την εκχύλιση των ενώσεων από το υπόστρωμα λυματολάσπης εφαρμόστηκε η τεχνική εκχύλισης Quechers ενώ παράλληλα ο προσδιορισμός των ενώσεων πραγματοποιήθηκε με σύστημα υγρής χρωματογραφίας υπέρυψηλής πίεσης συζευγμένης με φασματομετρία μάζας υψηλής διακριτικής ικανότητας και συγκεκριμένα με τον υβριδικό αναλυτή μαζών LTQ/Orbitrap MS. Η μέθοδος επικυρώθηκε τόσο στο υπόστρωμα της λυματολάσπης όσο και στο υπόστρωμα του υδροεξανθρακώματος ως προς τους όρους της γραμμικότητας, ανάκτησης, αποτελεσματικότητας, επαναληψιμότητας, ορίων ανίχνευσης και ποσοτικοποίησης και επίδρασης του υποστρώματος. Η υδροθερμική κατεργασία σε συγκεκριμένες συνθήκες πραγματοποιήθηκε για τον υπολογισμό της επί τοις εκατό απομάκρυνσης του συνόλου των ενώσεων. Τέλος, η μέθοδος Quechers εφαρμόστηκε σε πραγματικά δείγματα λυματολάσπης και υδροεξανθρακώματος για την ανίχνευση, τον προσδιορισμό των ενώσεων και τον υπολογισμό του ποσοστού απομάκρυνσής τους από τα δύο υποστρώματα.
Pollution from thousands of man-made or naturally occurring chemical compounds in the environment creates major ecological problems and is a matter of growing concern almost everywhere in the world. A plethora of emerging pollutants have emerged in the last decade and have been identified in the environment. Classes of compounds such as pesticides, phthalates and organophosphate flame retardants can end up in the environment mainly through sewage systems in waste treatment plants and subsequently in aquatic environment, thus becoming pollutants of the aquatic ecosystem. The aim of this present postgraduate thesis is to develop and validate an analytical method for the simultaneous determination of pesticide compounds, phthalates and organophosphate flame retardants compounds in sewage sludge samples and in parallel the application of hydrothermal treatment of sewage sludge to determine the rate of removal of residues of the substances from it.For the extraction of compounds from the sewage sludge substrate, the Quechers extraction technique was applied while the determination of compounds was carried out with an ultra-high pressure liquid chromatography system coupled with high resolution mass spectrometry and specifically with the LTQ/Orbitrap MS hybrid mass analyzer. The method was validated on both the sewage sludge substrateand the hydrochar substrate as well in terms of linearity, recovery, efficiency, repeatability, limits of detection and quantification and matrix effect. The hydrothermal treatment was carried out at specified conditions to calculate the percent removal of all compounds.Finally, the Quechers method was applied to real samples of sewage sludge and hydrochar as well to detect, identify the compounds and calculate their removal percentage from the two substrates.

Περιγραφή

Λέξεις-κλειδιά

Φυτοφάρμακα, Φθαλικοί εστέρες, Οργανοφωσφορικά επιβραδυντικά φλόγας, Ενεργός ιλύς, Υδροθερμική επεξεργασία, Υδροεξανθράκωμα, εκχύλιση Quechers, Pesticides, Phthalates, Organophosphate flame retardants sewage sludge, Hydrothermal treatment, Hydrochar, Quechersextraction, LC-MS/MS

Θεματική κατηγορία

Παραπομπή

Σύνδεσμος

Γλώσσα

el

Εκδίδον τμήμα/τομέας

Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας

Όνομα επιβλέποντος

Κωνσταντίνου, Ιωάννης

Εξεταστική επιτροπή

Αλμπάνης, Τριαντάφυλλος
Πατακιούτας, Γεώργιος
Κωνσταντίνου, Ιωάννης

Γενική Περιγραφή / Σχόλια

Ίδρυμα και Σχολή/Τμήμα του υποβάλλοντος

Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών

URI

https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/32329
 http://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.12140

Πίνακας περιεχομένων

Περιεχόμενα Περίληψη Summary Ι. Θεωρητικό Μέρος Κεφάλαιο 1 Οι αναδυόμενοι οργανικοί ρύποι στο περιβάλλον 1.1 Εισαγωγή 1.2 Είσοδος και συμπεριφορά των οργανικών ρύπων στο περιβάλλον 1.3. Κατηγορίες οργανικών ρύπων με σημαντική παρουσία στην λυματολάσπη I. Φυτοφάρμακα II. Φθαλικοί εστέρες III. Οργανοφωσφορικά επιβραδυντικά φλόγας (OPFRs) Κεφάλαιο 2 Μέθοδοι και Στάδια Επεξεργασίας Αποβλήτων 2.1 Μέθοδοι και στάδια επεξεργασίας αποβλήτων στις μονάδες βιολογικού καθαρισμού I. Πρωτοβάθμια επεξεργασία ή μηχανικός καθαρισμός II. Δευτεροβάθμια επεξεργασία ή βιολογικός καθαρισμός III. Τριτοβάθμια επεξεργασία ή χημικός καθαρισμός 2.2 Ιλύς βιολογικών καθαρισμών (Λυματολάσπη) 2.2.1 Κατηγορίες ιλύος 2.2.3. Σύσταση της ιλύος 2.2.4 Ποιοτικά χαρακτηριστικά ιλύος 2.3 Επεξεργασία ιλύος 2.4 Εφαρμογές και μέθοδοι διαχείρισης της ιλύος Κεφάλαιο 3 Υδροθερμική επεξεργασία λυματολάσπης 3.1. Εισαγωγή 3.2 Παράμετροι που επηρεάζουν την Υδροθερμική Ανθρακοποίηση 3.3 Υδροεξανθράκωμα 3.4 Εφαρμογές Υδροθερμικής Ανθρακοποίησης Κεφάλαιο 4 Τεχνικές εκχύλισης και ανάλυσης μικρορύπων από περιβαλλοντικά υποστρώματα 4.1 Εισαγωγή 4.2 Προκατεργασία δείγματος 4.3 Τεχνικές εκχύλισης δείγματος 4.3.1 Εκχύλιση στερεού – υγρού (εκχύλιση Soxhet) 4.3.2 Εκχύλιση στερεάς φάσης (Solid-phase extraction (SPE)) 4.3.3 Εκχύλιση με χρήση υγρών διαλυτών υπό πίεση (Pressurized Liquid Extraction,. PLE) 4.3.4 Εκχύλιση υποβοηθούμενη με μικροκύματα (Microwave-assisted extraction, MAE) 4.3.5 Μικροεκχύλιση Στερεάς Φάσης (Solid phase microextraction, SPME) 4.3.6 Εκχύλιση υποβοηθούμενη με υπέρηχους (Ultrasound-assisted extraction) 4.3.7 Εκχύλιση με διασπορά του υποστρώματος σε στερεά φάση (MSPD) 4.3.8 Εκχύλιση QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe) 4.4 Τεχνικές ανάλυσης ρύπων σε ιλύ λυμάτων 4.4.1 Ιοντισμός με ηλεκτροψεκασμό (Electrospray Ionization, ESI) 4.4.2 Υβριδικός αναλυτής Orbitrap ΙΙ. Σκοπός και Αντικείμενο της Έρευνας ΙΙΙ. Πειραματικό Μέρος Κεφάλαιο 5 5.1 Πρότυπες ενώσεις – Διαλύτες – Αντιδραστήρια – Αέρια – Υλικά 5.1.1 Πρότυπες Οργανικές ενώσεις 5.1.2 Διαλύτες 5.1.3 Αντιδραστήρια 5.1.4 Αέρια 5.1.5 Υλικά 5.2 Σκεύη – Συσκευές – Αναλυτικά όργανα 5.2.1 Σκεύη 5.2.2 Συσκευές 5.2.3 Αναλυτικά όργανα Κεφάλαιο 6 Πειραματική Διαδικασία προσδιορισμού αναδυόμενων οργανικών ρύπων σε υπόστρωμα λυματολάσπης 6.1 Παρασκευή πρότυπων διαλυμάτων 6.2 Δειγματοληψία και Προ-κατεργασία της λυματολάσπης 6.2.1 Δειγματοληψία της λυματολάσπης 6.2.2 Προ-κατεργασία του δείγματος 6.3. Εκχύλιση με τη μέθοδο QuEChERS αναδυόμενων οργανικών ρύπων από υπόστρωμα λυματολάσπης 6. 4. Πειραματική διαδικασία υδροθερμικής ανθρακοποίησης (HTC) 6.4.1 Σχεδιασμός και εκτέλεση υδροθερμικής ανθρακοποίησης 6.4 Χρωματογραφικές συνθήκες και επικύρωση μεθόδου 6.4.1 Σύστημα υγρής χρωματογραφίας υπερυψηλής πίεσης UHPLC (LTQ) Orbitrap Κεφάλαιο 7 7.1 Επικύρωση μεθόδου 7.2 Επίδραση του υποστρώματος IV. Αποτελέσματα – Συζήτηση Κεφάλαιο 8 8.1 Εισαγωγή Επικύρωση μεθόδου για τον προσδιορισμό αναδυόμενων μικρορύπων στη λυματολάσπη 8.2 Αναλυτικά χαρακτηριστικά της μεθόδου QuEChERS 8.3 Επίδραση του υποστρώματος Υδροθερμική κατεργασία λυματολάσπης για την απομάκρυνση υπολειμμάτων αναδυόμενων μικρορύπων108 Κεφάλαιο 9 Συμπεράσματα Κεφάλαιο 10 Βιβλιογραφία Ξενόγλωσση βιβλιογραφία Ελληνική Βιβλιογραφία

Χορηγός

Βιβλιογραφική αναφορά

Albero, B., Pérez, R. A., Sánchez-Brunete, C., & Tadeo, J. L. (2012). Occurrence and analysis of parabens in municipal sewage sludge from wastewater treatment plant in Madrid (Spain). Journal of Hazardous Materials, 239–240, 48–55. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2012.05.017 Andreu V. & Pico Y. (2004). Determination of pesticides and their degradation products insoil: critical review and comparison of methods. Trends in Analytical Chemistry 23, 772789. https://doi.org/10.1016/j.trac.2004.07.008 Barry, D., Barbiero, C., Briens, C., & Berruti, F. (2019). Pyrolysis as an economical and ecological treatment option for municipal sewage sludge. Biomass and Bioenergy, 122, 472480. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2019.01.041 Bhagat, J., Singh, N., Nishimura, N. & Shimada, Y. (2021). A comprehensive review on environmental toxicity of azole compounds to fish. Chemosphere 2021 Jan;262:128335. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.128335 Broda, M. (2020). Natural compounds for wood protection against fungi - a review. Molecules 25, 1–24 Bruzzoniti, M. C., Checchini, L., de Carlo, R. M., Orlandini, S., Rivoira, L., del Bubba, M. (2014). QuEChERS sample preparation for the determination of pesticides and other organic residues in environmental matrices: A critical review. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 406, 4089-4116 Byrns, G. (2001). The fate of xenobiotic organic compounds in wastewater treatment plants, Water Research 35, 2523-2533. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(00)00529-7 Cai Q. Y., Mo C. H., Li Y. H., Zeng Q. Y., Wang B. G., Xiao K. E., Li H. Q., Xu G. S. (2005).The study of PAEs in soils from typical vegetable fields in areas of Guangzhou and Shenzhen, South China. Acta Ecologica Sinica 25, 283-288. Campo, J., Masiá, A., Blasco, C., and Picó, Y., (2013). Occurrence and removal efficiencyof pesticides in sewage treatment plants of four MediterraneanRiver Basins. J Hazard Mater, 263, 146–157 https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2013.09.061 Cao, X. (2010). Phthalate Esters in Foods: Sources, Occurrence, and Analytical Methods. Volume 9, 21-43. https://doi.org/10.1111/j.1541-4337.2009.00093.x Castro, G., Roca, M., Rodríguez, I., Ramil, M. & Cela, R. (2016). Identification and determination of chlorinated azoles in sludge using liquid chromatography quadrupole timeof-flight and triple quadrupole mass spectrometry platforms. Journal of chromatography 1476, 69-76. doi:10.1016/j.chroma.2016.11.020. PMID: 27871726 Castro, M. O., Queiroz De Santiago, M., Santiago Nascimento, K., Sousa Cavada, B., de Castro Miguel, E., Jardim De Paula, A., & Ferreira, O. P. (2017). Hydrochar as protein

Ονόματα συντελεστών

Ναστοπούλου, Αμαλία

Αριθμός σελίδων

120 σ.

Λεπτομέρειες μαθήματος

Συλλογές

Διατριβές Μεταπτυχιακής Έρευνας (Masters) - ΧΗΜ

item.page.endorsement

item.page.review

item.page.supplemented

item.page.referenced

Άδεια Creative Commons

CC0 1.0 Universal
Άδεια χρήσης της εγγραφής: CC0 1.0 Universal