2,4-diklorofenoksiasetik asitin sulu ortamda fenton, foto-fenton ve ıslak hava oksidasyon yöntemleri ile parçalanma süreçlerinin incelenmesi

Abstract

oz YÜKSEK LİSANS TEZİ 2,4-DİKLOROFENOKSİASETİK ASİTİN SULU ORTAMDA FENTON, FOTO-FENTON VE ISLAK HAVA OKSİDASYON YÖNTEMLERİ İLE PARÇALANMA SÜREÇLERİNİN İNCELENMESİ OSMAN MALİK ATANUR ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KİMYA ANABİLİM DALI Danışman : Prof.Dr. N. Gaye Erbatur Yıl: 2001, Sayfa: 82 Jüri : Prof.Dr. N. Gaye Erbatur ProfDr. Oktay Erbatur Yrd.Doç.Dr.AM.Gizir 2,4-diklorofehoksiasetik asit (2,4-D), herbisit ve hormon olarak kullanılan refrakter ve toksik organik bir bileşiktir. Yıllık üretimi ve tüketimi 30,000,000 kg civarındadır. 2,4-D'nin kendisi, çeşitli tuz türevleri ve esterleri herbisit olarak yaygın biçimde kullanılırken, orijinal formunun veya çeşitli metabolittlerinin kalıntıları yer altı ve yerüstü suları gibi çeşitli çevresel matrikslerde bulunabilir. İleri oksidasyon tekniklerinden (AOPs) katalitik ve katalitik olmayan UV ve Elektro-Fenton reaktifleri ile 2,4-D'nin oksidasyonuyla ilgili çalışma var ise de Foto- Fenton, Fenton ve Islak Hava Oksidasyonu teknikleri ile ilgili bir çalışma yoktur. Bu çalışmada bu oksidasyon tekniklerinin etkinlikleri 2,4-D'nin parçalanması ve mineralizasyonu açısından incelenmiştir. Çalışma koşullarında klasik Fenton uygulamasında 2,4-D, 5-10 dakika arasında çeşitli ürünlere yükseltgenerek tükenmektedir ancak işlem sonunda başlangıçtaki organik karbonun %55'i ortamda bulunmaktadır. Diğer yandan Fenton reaktifleri UV ışıması ile desteklendiğinde 2,4-D'nin parçalanma ürünlerine dönüşüm hızında önemli bir değişiklik olmazken sulu çözeltideki toplam organik karbon başlangıç değerinin %10'dan daha azdır. Bu gözlemlerin mekanistik ve sitokiyometrik nedenleri tartışılmıştır. 2,4-D'nin Islak Hava Oksidasyonunda işlem sıcaklığı ve oksijen basıncının etkileri araştırılmıştır. Bu proseste sıcaklığın, oksijen basıncından çok daha önemli bir parametre olduğu ve 2,4-D'nin parçalanması ve mineralizasyonu için en etkin koşulların 300°C ve 40 bar O2 olduğu belirlenmiştir. Bu kombinasyon aynı işlem süresinde, UV destekli Fenton işlemi ile benzer etkinlik göstermiştir Anahtar Kelimeler: 2,4-D, Fenton, Foto-Fenton ve Islak Hava Oksidasyonu

ABSTRACT MSc THESIS INVESTIGETION OF THE EFFICIENCY OF THE FENTON, PHOTO- FENTON AND WET AIR OXIDATION TECHNIQUES ON THE DEGREDATION OF 2,4-DICHLOROPHENOXYACETIC ACID OSMAN MALIK ATANUR DEPARTMENT OF CHEMISTRY INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF ÇUKUROVA Supervisor : Prof.Dr. N.Gaye Erbatur Year: 2001, Pages: 82 Jury : Prof.Dr. N.Gaye Erbatur : Prof.Dr. Oktay Erbatur : Ass.Prof. M..A. Gizir 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) is a chemical which can function both as an herbicide and also as a hormon. Its annual production and consumption all over the world roughly totals to an amount of 30,000,000 kg. 2,4-D itself and its various salts and esters are widely being used as an herbicide and therefore its residues in original form and the corresponding metabolites can be found in various environmental matrices including ground and surface waters. The refracter nature of 2,4-D and its various derivatives render them as primarily important toxicants. Although there were interest and relevant publications regarding degradating 2,4-D via using advanced oxidation techniques (AOPs) such as treatment with catalytic and non- catalytic UV and Electro-Fenton reagent, there was no work via using Photo-Fenton, conventional Fenton and with wet air oxidation (WAO) techniques. Therefore, in this study the efficiency of these last group of AOPs towards degradating the 2,4-D and towards mineralization has been investigated. It was found that although conventional Fenton reagent treatment was effective in reacting and converting 2,4-D into various products in 5-10 min durations under the working conditions, the organic carbon left back at the end of the process was around 55% of the initial value. On the other hand, when the Fenton reagent was also supported by UV radiation, there was no appreciable change in the rate of transformation of 2,4-D into other products but the total organic carbon left in aqueous solution was less man 10% of the initial value. The mechanistic and stochiometric reasons of these observations have been discussed. In wet air oxidation of 2,4-D, the effect of process temperature and oxygen pressure have been investigated. It was found that temperature was the crucial parameter in the process rafter than oxygen pressure and the most effective combination of these two parameters in the degradation of 2.4-D and in the mineralization was about 300 °C and 40 bars O;. This combination gave almost the same efficiency as the UV induced Fenton in almost about the same processing time. Key words: 2,4-D; Fenton; Photo-Fenton; Wet Air Oxidation II