ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2015-9-20-25ekip-641Research ArticleНАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИSCIENTIFIC DEVELOPMENTSОценка эффективности снижения потенциальной токсичности воды после плазменной обработкиAssessment of effectiveness of reduction in the potential toxicity of water after plasma treatmentБобковаЕ.С.BobkovaE.S.

канд. хим. наук, доцент

Cand. Sc. (Chem.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruКобелеваН.А.KobelevaN.A.

ст. преподаватель

Senior instructor

podpiska@kalvis.ruИвановский государственный химико-технологический университетРоссияIvanovo State University of Chemical TechnologyRussian Federation2015090920151992025Copyright © ООО "Калвис", 20152015ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/641

Изучены физико-химические процессы разложения некоторых “критериальных” загрязнителей поверхностных и сточных вод (фенол и некоторые синтетические поверхностно-активные вещества) в плазменных системах. Степени деструкции исследуемых соединений составили от 75 до 99 % в зависимости от условий обработки. Показано, что промежуточными продуктами разложения являлись карбоновые кислоты, альдегиды, сульфат-ионы и нитрат-ионы. Конечным продуктом разложения альдегидов и карбоновых кислот был диоксид углерода. По экспериментально измеренным концентрациям продуктов разложения фенола, сульфонола и лаурилсульфата натрия проведен расчет потенциальной токсичности исходных растворов и растворов после плазменного воздействия с целью установления эффективности ее снижения. Проведено сравнение результатов с данными, полученными методом биотестирования.

Physical and chemical processes of decomposition of some "criterion" contaminants of surface and wastewaters (phenol and some synthetic surfactants) in plasma systems have been studied. The decomposition degrees of examined compounds were from 75 to 99 % depending on the processing conditions. Intermediate materials are shown to be carboxylic acids, aldehydes, sulfate-ions, and nitrate-ions. Carbon dioxide was the finite product of decomposition of aldehydes and carboxylic acids. Based on experimentally measured concentrations of phenol, sulfonol, and sodium laurilsulfate decomposition products, the potential toxicity of initial solutions and the solutions after plasma effect for the purpose of determination of effectiveness of its decrease has been calculated. The results with the data obtained by biotesting method are compared.

потенциальная токсичностьфенолсульфоноллаурилсульфат натрияплазменная обработкаразряд постоянного токадиэлектрический барьерный разрядкинетика деструкцииобразование продуктовpotential toxicityphenolsulfonolsodium laurilsulfateplasma treatmentdirect current dischargedielectric barrier dischargedestruction kineticsformation of productsReferencesFridman A., Chirokov А., Gutsol А. Non-thermal atmospheric pressure discharges // J. Phys. D: Appl Phys. 2005. V. 38. № 2. Р1-R24.Fridman A., Chirokov А., Gutsol А. Non-thermal atmospheric pressure discharges // J. Phys. D: Appl Phys. 2005. V. 38. № 2. Р1-R24.Jiang B, Zheng J., Qiu S., Wu M., Zhang Q., Yan Z., Xue Q. Review on electrical discharge plasma technology for wasterwater remediation // Chem. Ing. J. 2014. V. 236. P.348-368. doi:10.1016/j.cej.2013.09.090.Jiang B, Zheng J., Qiu S., Wu M., Zhang Q., Yan Z., Xue Q. Review on electrical discharge plasma technology for wasterwater remediation // Chem. Ing. J. 2014. V. 236. P.348-368. doi:10.1016/j.cej.2013.09.090.Li L., Nikiforov A., Xiong Q., Lu X., Taghizadeh L., Leys C. Measurement of OH radicals at state X2Π in an atmospheric-pressure micro-flow dc plasma with liquid electrodes in He, Ar and N2 by means of laser-induced fluorescence spectroscopy // J. Phys. D: Appl. Phys. 2012. V. 45. №12. P.125201. DOI: 10.1088/0022-3727/45/12/125201.Li L., Nikiforov A., Xiong Q., Lu X., Taghizadeh L., Leys C. Measurement of OH radicals at state X2Π in an atmospheric-pressure micro-flow dc plasma with liquid electrodes in He, Ar and N2 by means of laser-induced fluorescence spectroscopy // J. Phys. D: Appl. Phys. 2012. V. 45. №12. P.125201. DOI: 10.1088/0022-3727/45/12/125201.Njoyim E., Ghogomu P., Laminsi S., Nzali S., Doubla A., Brisset J.-L. Coupling Gliding Discharge Treatment and Catalysis by Oyster Shell Powder for Pollution Abatement of Surface Waters // Ind. Eng. Chem. Res. 2009. V. 48. P.9773-9780.Njoyim E., Ghogomu P., Laminsi S., Nzali S., Doubla A., Brisset J.-L. Coupling Gliding Discharge Treatment and Catalysis by Oyster Shell Powder for Pollution Abatement of Surface Waters // Ind. Eng. Chem. Res. 2009. V. 48. P.9773-9780.Bobkova E.S., Grinevich V.I., Ivantsova N.A., Rybkin V.V. A Study of Sulfonol Decomposition in Water Solutions under the Action of Dielectric Barrier Discharge in the Presence of Different Heterogeneous Catalysts // Plasma Chem. Plasma Process. 2012. V. 32. № 4. P.703-714.Bobkova E.S., Grinevich V.I., Ivantsova N.A., Rybkin V.V. A Study of Sulfonol Decomposition in Water Solutions under the Action of Dielectric Barrier Discharge in the Presence of Different Heterogeneous Catalysts // Plasma Chem. Plasma Process. 2012. V. 32. № 4. P.703-714.Even-Ezra I., Mizrahi A., Gerrity D., Snyder S., Salveson A., Lahav O. Application of a novel plasma-based oxidation process for efficient and cost-effective destruction of refractory organics in tertiary effluents and contaminated groundwater // Desalination and Water Treatment. 2009. V. 11. P.236-244. doi: 10.5004/dwt.2009.807.Even-Ezra I., Mizrahi A., Gerrity D., Snyder S., Salveson A., Lahav O. Application of a novel plasma-based oxidation process for efficient and cost-effective destruction of refractory organics in tertiary effluents and contaminated groundwater // Desalination and Water Treatment. 2009. V. 11. P.236-244. doi: 10.5004/dwt.2009.807.Grabowski L.R., van Veldhuizen E.M., Pemen A.J.M., Rutgers W.R. Corona above water reactor for systematic study of aqueous phenol degradation // Plasma Chem. Plasma Process. 2006. V. 26. № 1. P.3-17.Grabowski L.R., van Veldhuizen E.M., Pemen A.J.M., Rutgers W.R. Corona above water reactor for systematic study of aqueous phenol degradation // Plasma Chem. Plasma Process. 2006. V. 26. № 1. P.3-17.Malik A.M. Synergetic effect of plasmacatalyst and ozone in a pulsed corona discharge reactor on the decompositionof organic pollutants in water // Plasma Sources Sci. Technol. 2003. V. 12. № 4. P.26-32.Malik A.M. Synergetic effect of plasmacatalyst and ozone in a pulsed corona discharge reactor on the decompositionof organic pollutants in water // Plasma Sources Sci. Technol. 2003. V. 12. № 4. P.26-32.Ognier S., Iya-sou D., Fourmond C., Cavadias S. Analysis of Mechanisms at the Plasma-Liquid Interface in a Gas-Liquid Discharge Reactor Used for Treatment of Polluted Water // Plasma Chem. Plasma Process. 2009. V. 29. № 4. P.261-273.Ognier S., Iya-sou D., Fourmond C., Cavadias S. Analysis of Mechanisms at the Plasma-Liquid Interface in a Gas-Liquid Discharge Reactor Used for Treatment of Polluted Water // Plasma Chem. Plasma Process. 2009. V. 29. № 4. P.261-273.Tomizawa S., Tezuka M. Kinetics and mechanism of the organic degradation in aqueous solution irradiated with gaseous plasma // Plasma Chem. Plasma Process. 2007. V. 27. № 4. P.486-495.Tomizawa S., Tezuka M. Kinetics and mechanism of the organic degradation in aqueous solution irradiated with gaseous plasma // Plasma Chem. Plasma Process. 2007. V. 27. № 4. P.486-495.Gao J., Liu Y., Yang W., Pu W.Y., Pu L., Yu J., Lu Q. Oxidative degradation of phenol in aqueous electrolyte induced by plasma from a direct glow discharge // Plasma Sources Sci. Technol. 2003. V. 12. № 4. P.533-538.Gao J., Liu Y., Yang W., Pu W.Y., Pu L., Yu J., Lu Q. Oxidative degradation of phenol in aqueous electrolyte induced by plasma from a direct glow discharge // Plasma Sources Sci. Technol. 2003. V. 12. № 4. P.533-538.Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984. 448 с.Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984. 448 с.Кочетов И.В., Певгов В.Г., Полак Л.С., Словецкий Д.И. Скорости процессов, инициируемых электронным ударом. Азот и углекислый газ. Плазмохимические процессы / Под ред. Л. С. Полака. М.: Ин-т нефтехимического синтеза АН СССР, 1979. С.4-28.Кочетов И.В., Певгов В.Г., Полак Л.С., Словецкий Д.И. Скорости процессов, инициируемых электронным ударом. Азот и углекислый газ. Плазмохимические процессы / Под ред. Л. С. Полака. М.: Ин-т нефтехимического синтеза АН СССР, 1979. С.4-28.Гриневич В.И. Гущин А.А., Пластинина Н.А. Деструкция фенола и синтетических поверхностно-активных веществ, растворенных в воде, при электрохимическом воздействии совместно с озонированием // Изв. Высш. учебн. завед. Химия и хим. технол. 2009. Т. 52. №2. С. 130-134Гриневич В.И. Гущин А.А., Пластинина Н.А. Деструкция фенола и синтетических поверхностно-активных веществ, растворенных в воде, при электрохимическом воздействии совместно с озонированием // Изв. Высш. учебн. завед. Химия и хим. технол. 2009. Т. 52. №2. С. 130-134Гущин А.А., Гриневич В.И., Извекова Т.В., Иванцова Н.А. Оценка эффективности работы плазмохимических очистных устройств методом биотестирования // Безопасность в техносфере. 2012. Т. 37. №4. С.47-54.Гущин А.А., Гриневич В.И., Извекова Т.В., Иванцова Н.А. Оценка эффективности работы плазмохимических очистных устройств методом биотестирования // Безопасность в техносфере. 2012. Т. 37. №4. С.47-54.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.