ЭФФЕКТИВНОСТЬ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫХ ЭКСИЛАМП ДЛЯ СИМУЛЬТАННОЙ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ
Аннотация
Работа посвящена сравнительному исследованию эффективности KrCl- (222 нм) и XeBr-эксиламп (282 нм) для симультанной (одновременной) очистки и обеззараживания модельных водных растворов без и в присутствии экологически чистого окислителя пероксида водорода. На примере органического фармполлютанта безафибрата (20 мкмоль/л), гиполипидемического лекарственного средства, и индикаторных бактерий Escherichia coli и Enterococcus faecalis (105 КОЕ/мл) показана более высокая эффективность KrCl-эксилампы как для прямого фотолиза, так и окисления в пероксидной системе {УФ/Н2О2}. Установлено, что скорости деструкции безафибрата существенно ниже, чем скорости инактивации, и для полного обеззараживания воды требуется на порядок более низкая продолжительность облучения, чем для деструкции. Внесение безафибрата вызвало ингибирование инактивации E. faecalis во всех случаях, тогда как для E. coli – только при прямом фотолизе при 222 нм. Это привело к незначительному увеличению продолжительности облучения для снижения исходного числа клеток на 5 порядков, т.е. полной инактивации. В свою очередь, ингибирующее влияние бактерий на кинетику деструкции безафибрата было более выраженным, в два раза снижая скорость его разложения. Тем не менее, в пероксидной системе {УФ/Н2О2} с использованием KrCl-эксилампы достигнута полная деструкция безафибрата с обеспечением инактивации 100% бактерий, что делает KrCl-эксилампу перспективным источником УФ излучения. Данный комбинированный окислительный процесс может быть рекомендован для эффективной симультанной очистки и обеззараживания воды с низкой мутностью, например, для финишной обработки питьевой воды.
Для цитирования:
Центер И.М., Алексеев К.Д., Попова С.А., Гаркушева Н.М., Матафонова Г.Г., Батоев В.Б. Эффективность ультрафиолетовых эксиламп для симультанной очистки и обеззараживания воды. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 9. С. 116-122. DOI: 10.6060/ivkkt.20236609.6820.
Литература
Wilkinson J.L., Boxalla A.B.A., Kolpin D.W. // PNAS. 2022 V. 119. N 8. e2113947119. DOI: 10.1073/pnas.2113947119.
Guo K., Wu Z., Fang J. UV-based advanced oxidation process for the treatment of pharmaceuticals and personal care products. Chapter 10. In: Contaminants of emerging concern in water and wastewater. Eds: A.J. Hernández-Maldonado, L. Blaney. Butterworth-Heinemann. 2020. P. 367-408. DOI: 10.1016/B978-0-12-813561-7.00010-9.
Samzadeh A., Dehghani M., Ali Baghapour M., Azhdar-poor A., Derakhshan Z., Cvetnić M., Bolanča T., Gian-nakis S., Cao Y. // Environ. Res. 2022. V. 212. 113385. DOI: 10.1016/j.envres.2022.113385.
Meijide J., Lama G., Pazos M. Sanromán M.A., Dunlop P.S.M. // J. Environ. Chem. Eng. 2022. V. 10. N 3. 107630. DOI: 10.1016/j.jece.2022.107630.
Choi S.W., Shahbaz H.M., Kim J.U., Kim D.-H., Yoon S., Jeong S.H., Park J., Lee D.-U. // Appl. Sci. 2020. V. 10. N 13. 4493. DOI: 10.3390/app10134493.
Kiyanmehr K., Moussavi G., Mohammadi S. Naddafi K., Giannakis S. // Chemosphere. 2022. V. 304. 135307. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2022.135307.
Mohammadi S., Moussavi G., Kiyanmehr K., Giannakis S. // Chem. Eng. J. 2022. V. 431. N 2. 134064. DOI: 10.1016/j.cej.2021.134064.
Miralles-Cuevas S., de la Obra I., Gualda-Alonso E. Soriano-Molina P., Casas López J. L., Sánchez Pérez J.A. // Water. 2021. V. 13. 1507. DOI:10.3390/w13111507.
Popova S.A., Tsenter I.M., Garkusheva N.M., Matafonova G.G., Batoev V.B. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 2. P. 134-143. DOI: 10.6060/ivkkt.20226502.6457.
Velasco-Santamaría Y.M., Korsgaard B., Madsen S.S., Bjerregaard P. // Aquat. Toxicol. 2011. V. 105. N 1-2. P. 107-118. DOI: 10.1016/j.aquatox.2011.05.018.
Duarte B., Prata D., Matos A.R. Cabrita M.T., Caçador I., Marques J.C., Cabral H.N., Reis-Santos P., Fonseca V.F. // Sci. Tot. Environ. 2019. V. 650. N 2. P. 2085-2094. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.09.354.
Zhang K., Zhao Y., Fent K. // Sci. Tot. Environ. 2020. V. 729. 138770. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.138770.
Huber M.M., Canonica S., Park G.-Y., von Gunten U. // Environ. Sci. Technol. 2003. V. 37. P. 1016-1024. DOI: 10.1021/es025896h.
Garkusheva N., Matafonova G., Tsenter I., Beck S., Batoev V., Linden K. // J. Environ. Sci. Health A. 2017. V. 52. P. 849-855. DOI: 10.1080/10934529.2017.1312188.
Popova S., Tsenter I., Garkusheva N., Beck S.E., Matafonova G., Batoev V. // J. Environ. Chem. Eng. 2021. V. 9. 105249. DOI: 10.1016/j.jece.2021.105249.
Liu K., Bai L., Shi Y. Wei Z., Spinney R., Göktaş R.K., Dionysiou D.D., Xiao R. // Environ. Poll. 2020. V. 263. 114558. DOI: 10.1016/j.envpol.2020.114558.
Moncayo-Lasso A., Mora-Arismendi L.E., Rengifo-Herrera J.A. // Photochem. Photobiol. Sci. 2012. V. 11. P. 821-827. DOI: 10.1039/c2pp05290c.
Subramanian G., Parakh P., Prakash H. // Photochem. Photobiol. Sci. 2013. V. 12. P. 456-466. DOI: 10.1039/c2pp25316j.
Ortega-Gómez E., Ballesteros Martín M.M., Esteban García B., Sánchez Pérez J.A., Fernández Ibáñez P. // Appl. Catal. B. 2014. V. 148-149. P. 484-489. DOI: 10.1016/j.apcatb.2013.09.051.
Khadgi N., Upreti A.R., Li Y. // RSC Adv. 2017. V. 7. P. 27007-27016. DOI: 10.1039/C7RA01782K.
Akbari S., Moussavi G., Decker J. Marin M.L., Bosca F., Giannakis S. // Appl. Catal. B. 2022. V. 317. 121732. DOI: 10.1016/j.apcatb.2022.121732.
He J., Zeng X., Lan S., Lo I.M.C. // Chemosphere. 2019. V. 217. P. 869-878. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2018.11.072.
Berruti I., Oller I., Polo-López M.I. // Chemosphere. 2021. V. 279. 130555. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2021.130555.
