Ποιοτικός έλεγχος αζωχρωμάτων. Ανάπτυξη προηγμένων οξειδωτικών διεργασιών αποχρωματισμού και μοντέλα πρόβλεψης αυτών σε συνδυασμό με τις πιθανές επιδράσεις τους στην ποιότητα των υδάτων βάσει των αρχών της Πράσινης Χημείας

Abstract

Η παρούσα ∆ιδακτορική ∆ιατριβή ακολουθεί τις Αρχές της Πράσινης Χημείας και αποτελεί ένα συνδυασμό περιβαλλοντικής και αναλυτικής μελέτης αζωχρωµάτων. Βασίζεται στη παράγραφο 4 του Παραρτήματος Ι της Οδηγίας 96/61/ΕΟΚ/24-9-96 (Οδηγία IPPC) για την Ολοκληρωμένη Πρόληψη και Έλεγχο της Ρύπανσης σε συνδυασμό με το ευρωπαϊκό μητρώο ρυπογόνων εκπομπών (EPER) -αριθ.2000/479/ΕΚ- σύμφωνα με το άρθρο 15 της οδηγίας σχετικά με την ολοκληρωμένη πρόληψη και έλεγχο της ρύπανσης (Οδηγία IPPC) και το θεσμικό Πλαίσιο της Περιβαλλοντικής Γεωτεχνικής. Τέλος η παρούσα Δ.Διατριβή ακολουθεί τις βασικές αρχές της REACH αλλά και της Κ.Ο 2002/61/E.E. για τις απαγορευμένες αμίνες O πρώτος και βασικότερος στόχος ήταν η ανάπτυξη και βελτιστοποίηση των προηγμένων οξειδωτικών διεργασιών κατεργασίας αποβλήτων χρωμάτων µε πλήρη χαρακτηρισµό του τελικού αποβλήτου ως προς την καταλληλότητα διάθεσής του σε διάφορους περιβαλλοντικούς αποδέκτες. Στόχος εδώ ήταν να προσδιορισθεί η βέλτιστη επεξεργασία για τη μείωση του χρώματος στο όριο των 300ADMI και να αξιολογήσει την αποτελεσματικότητα συγκεκριμένων χημικών οξειδωτικών [UV σε συνδυασμό με H2O2 (UV/H2O2), UV σε συνδυασμό με ClO2 (UV/ClO2) και ClO2] για αποχρωματισμό του χρώματος τριών αζωχρωμάτων -που χρησιμοποιούνται στην διαδικασία βαφής υφανσίμων- και των αποβλήτων τους. Ο δεύτερος στόχος ήταν να δημιουργηθούν μοντέλα πρόβλεψης αντίστοιχα των αποβλήτων για τις διεργασίες μείωσης του χρώματος και να υπολογισθούν οι χρόνοι αποχρωματισμού αυτών. Τέλος, ο τρίτος και ο τέταρτος στόχος ήταν η ανάπτυξη µεθόδων ποιοτικού και ποσοτικού προσδιορισµού των αρχικών αζωχρωμάτων, έτσι ώστε να γίνει η αρχή για τη μελέτη, κυρίως µε την χρήση τεχνικών διαχωρισμού, συνδυασµένων με μεθόδους ποιοτικού και ποσοτικού προσδιορισμού, όπως φασματογράφο μάζας, υγρής και αέριας χρωματογραφίας, υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης, των τυχόν παραπροϊόντων τους, αλλά και των πιθανών επιπτώσεων τους στην ποιότητα των υδάτων. Η Διατριβή αποτελείται από δύο κύρια μέρη: το θεωρητικό και πειραματικό μέρος. Στο θεωρητικό μέρος γίνεται μια γενική αναφορά στο νομικό πλαίσιο που σχετίζεται με το αντικείμενο αυτό της Δ. Διατριβής. Ακολουθεί μία σύντομη αναφορά στη βασική χηµεία των χρωμάτων και των αζωχρωµάτων καθώς και στην επίδραση αυτών στο περιβάλλον και στον άνθρωπο ως χηµικών ρυπαντών. Στη συνέχεια, αναφέρονται όλοι οι αναλυτικοί προσδιορισµοί, που απαιτούνται για τον πλήρη χαρακτηρισµό των αποβλήτων. Επίσης, περιγράφεται η Φασµατοµετρία Υπεριώδους Ορατού (UV-Vis), ως η µέθοδος που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του χρώµατος στα απόβλητα, καθώς και για τη λήψη των απαραίτητων φασµάτων. Ακολουθεί η παράθεση των βασικών τεχνικών κατεργασίας αποβλήτων χρωμάτων, συνοδευόµενη από πλήρη βιβλιογραφική επισκόπηση. Στο τελευταίο μέρος της θεωρητικής ενότητας περιγράφονται οι αναλυτικές µέθοδοι που ενδεχομένως να χρησιμοποιηθούν για την ποιοτική-ποσοτική αποτίµηση των αζωχρωµάτων και των προϊόντων αποικοδόµησής των, µε παράλληλη βιβλιογραφική επισκόπηση όσον αφορά τη µέχρι σήµερα εφαρµογή των συγκεκριµένων µεθόδων στην ανάλυση των αζωχρωµάτων. Στο πειραματικό µέρος, αρχικά γίνεται μία σύντομη παρουσίαση των χαρακτηριστικών της προς μελέτης περιοχής. Εξετάστηκε η αποτελεσματικότητα της οξειδωτικής διάσπασης με χρήση διοξειδίου χλωρίου (ClO2), υπεριώδους (UV) ακτινοβολίας, UV σε συνδυασμό με διοξείδιο χλωρίου (UV/ClO2), και UV σε συνδυασμό με υπεροξείδιο υδρογόνου (UV/H2O2) για τον αποχρωματισμό αζωχρωμάτων Ακολούθως, εξετάστηκε η αποτελεσματικότητα των οξειδωτικών διεργασιών με τη βοήθεια μοντέλων πρόβλεψης. Δημιουργήθηκαν για κάθε οξειδωτική διαδικασία διεργασίας για τα απόβλητα. μοντέλα πρόβλεψης αντίστοιχων των αποβλήτων, για τις διεργασίες μείωσης του χρώματος και. για να υπολογίσουμε τον τελικό χρόνο αποχρωματισμού των αποβλήτων με τη χρήση όλων των AOP’s. Στη συνέχεια μελετήθηκε η ανάπτυξη γρήγορων και απλών µεθόδων ποσοτικού προσδιορισµού των αζωχρωµάτων φασματοφωτοµετρικά (UV-Vis), καθώς επίσης και ο χρωµατογραφικός διαχωρισµός των αρχικών αζωχρωµάτων από προσµίξεις µε σκοπό τη µελλοντική ανάπτυξη χρωµατογραφικής µεθόδου προσδιορισµού των. Τα συγκεκριµένα αποτελέσµατα αποτελούν τη βάση για µελλοντικές προτάσεις µηχανισµών και µοντέλων διάσπασης των αζωχρωµάτων, οι οποίοι θα βοηθήσουν στην πρόβλεψη της σύστασης τελικών αποβλήτων και στον ακριβέστερο έλεγχο αυτών µέσω νέων, ευαίσθητων αναλυτικών µεθόδων προσδιορισµού των τελικών προϊόντων διάσπασης