Ανάλυση ομάδων οργανικών ενώσεων σε υγρά απόβλητα και μελέτη της ρόφησής τους από πυρολυμένα αγροτοβιομηχανικά παραπροϊόντα με μεγάλη ειδική επιφάνεια

• Κύριος συγγραφέας: Δημόπουλος, Χριστόφορος
• Άλλοι συγγραφείς: Dimopoulos, Christoforos
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2023
• Θέματα: Ρύπανση; Υγρά απόβλητα; ΧΥΤΑ; Οργανική ύλη; Βιοεξανθράκωμα; Ρόφηση; Ενεργός άνθρακας (act. C); Φλοιοί ρυζιού (RH); Φασματοσκοπία φθορισμού; Φασματοσκοπία υπεριώδους – ορατού UV/VIS; Pollution; Liquid wastes; Sanitary landfills; Organic matter; Biochar; Sorption; Activated carbon (act. C); Rice husks (RH); Fluorescence spectroscopy; Ultraviolet - visible spectroscopy UV/VIS

Η ρύπανση του περιβάλλοντος είναι μια ευρεία έννοια, η οποία περιλαμβάνει τη ρύπανση των διαφόρων βιολογικών συστατικών των φυσικών στοιχείων του πλανήτη, ως αποτέλεσμα της ανθρώπινης δραστηριότητας. Είναι ένα σημαντικό παγκόσμιο ζήτημα που απαιτεί συντονισμένες προσπάθειες από άτομα, επιχειρήσεις και κυβερνήσεις για να μειωθεί ο αντίκτυπός της. Οι χώροι υγειονομικής ταφής απορριμμάτων (ΧΥΤΑ) και οι ανεξέλεγκτες χωματερές συνεχίζουν να αποτελούν τη συχνή και πιο γρήγορη λύση παγκοσμίως για την διάθεση των αστικών αποβλήτων, ιδιαίτερα στις αναπτυσσόμενες χώρες. Η διαχείριση των παραγόμενων στραγγισμάτων των ΧΥΤΑ, αποτελεί σήμερα ένα σημαντικό περιβαλλοντικό, οικονομικό και κοινωνικό πρόβλημα παγκοσμίως, που επηρεάζει την ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον κυρίως επειδή ο όγκος των αποβλήτων αυξάνεται με εκθετικούς ρυθμούς από ότι ο παγκόσμιος πληθυσμός. Σημαντικό είναι λοιπόν να τονιστεί ότι η επεξεργασία των στραγγισμάτων αποτελεί θέμα μείζονος περιβαλλοντικής ανησυχίας και συνεχώς επιβάλλονται από την Νομοθεσία αυστηρότερες περιβαλλοντικές απαιτήσεις. Η ρόφηση έχει αποδειχθεί ως μια αποτελεσματική διεργασία με ευρεία χρήση στην επεξεργασία υγρών αποβλήτων για την απομάκρυνση ρύπων, λόγω του χαμηλού κόστους, της εύκολης λειτουργίας, της υψηλής απόδοσης, του απλούστερου σχεδιασμού και του εύκολου διαχωρισμού του ρύπου από το νερό. Με βάση τα παραπάνω στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η χημική ποιοτική ανάλυση της οργανικής ύλης που βρίσκεται σε υγρά απόβλητα (στραγγίσματα από δύο ΧΥΤΑ της περιοχής της Αχαΐας). Συγκεκριμένα, ο χαρακτηρισμός του διαλυμένου οργανικού υλικού (DOM), γίνεται, με την χρήση των τεχνικών φασματοσκοπίας τρισδιάστατου φθορισμού μήτρας διέγερσης – εκπομπής 3D EEM και φασματοσκοπίας υπεριώδους - ορατού UV/VIS, με τον προσδιορισμό συγκεκριμένων δεικτών UV/VIS (SR, A253/A203, A250/A365, SUVA254), του Χημικά Απαιτούμενου Οξυγόνου (COD), του φαινόμενου χρώματος και των ολικών αιωρούμενων στερεών (TSS). Ακολουθεί, μία προκαταρκτική μελέτη ρόφησης συνολικής διάρκειας 30 ημερών, η οποία βασίζεται σε έναν πρότυπο και εμπορικά διαθέσιμο ροφητή, τον ενεργό άνθρακα σε μορφή πούδρας PAC. Με την προσθήκη αυτού στα στραγγίσματα λαμβάνονται κάποια πρώτα αποτελέσματα, αφενός για την μελέτη της μείωσης της συγκέντρωσης του DOM και αφετέρου για τον χαρακτηρισμό του. Στη συνέχεια, πραγματοποιείται η πειραματική μελέτη διάρκειας 30 ημερών, όπου πέρα από την χρήση του PAC στα στραγγίσματα, επιλέγεται ένα εναλλακτικό, λιγότερο δαπανηρό υλικό, που αποτελεί υπόλειμμα αγροτοβιομηχανίας, ο φλοιός ρυζιού. Ο φλοιός ρυζιού χρησιμοποιείται στα στραγγίσματα, αφού υποστεί πρώτα πυρόλυση για την παραγωγή του βιοεξανθρακώματος και μετατραπεί σε μορφή πούδρας BRHp. Το BRHp ερευνάται αν είναι ικανό να λειτουργήσει ως κατάλληλος υποψήφιος ροφητής για την απομάκρυνση της οργανικής ύλης από υδατικά διαλύματα, καθώς και αν η απόδοσή του ως προς την ρόφηση είναι συγκρίσιμη με τον PAC. ix Από τα αποτελέσματα της ρόφησης του DOM έως τις 30 ημέρες για κάθε στράγγισμα, η τιμή του δείκτη SR, του δείκτη A250/A365 και του δείκτη Α253/Α203 αυξήθηκε και η τιμή του δείκτη SUVA254 μειώθηκε. Επομένως, η μοριακή μάζα του, το μοριακό του μέγεθος, το πλήθος των αρωματικών του ενώσεων καθώς και το πλήθος των αρωματικών του ενώσεων με υποκαταστάτες αλειφατικών ομάδων μειώθηκαν. Με βάση τους τέσσερις παραπάνω δείκτες UV/VIS, τα φάσματα της απορρόφησης UV/VIS, τα φάσματα του 3D EEM φθορισμού, καθώς και το COD, συμπεραίνουμε ότι το βιοεξανθράκωμα του φλοιού ρυζιού BRH μπορεί κάλλιστα να λειτουργήσει ως κατάλληλος υποψήφιος ροφητής για την αφαίρεση της οργανικής ύλης από υδατικά διαλύματα και να δώσει παρόμοια αποτελέσματα με τον ενεργό άνθρακα Act. C