Ultrasonic destruction of trihalomethanes: Optimization of system parameters

Abstract

çme sularının dezenfeksiyonu çagımızda elde edilmis önemli bir halk saglıgızaferidir. Ancak her ne kadar hastalık yapıcı microorganizmalar içme suyundan kaynaklananbirincil saglık riskini olusturmakta ise de, kimyasal dezenfeksiyon yan ürünleri beklenmeyenbir saglık tehdidi olusturmaktadır. Klorlama ile dezenfeksiyonun en sık karsılasılan yanürünleri trihalometanlardır. Kanserojen özellikleri sebebiyle trihalometanların içme sularındanuzaklastırılması önemli bir halk saglıgı konusu olmustur.Sesüstü dalgaların çevre koruması amacıyla kullanılmasına yönelik çalısmalar,özellikle sudaki biyolojik ve kimyasal kirleticilerin giderilmesi amacıyla kavitasyon etkisininkontrol altına alınması üzerinde yogunlasmaktadır. Arastırmaların hidrofobik maddelerdençok hidrofilik maddelerin uzaklastırılması üzerinde yogunlastıgı görülmektedir.Bu çalısmada trihalometanların sulu çözeltilerinden sesüstü dalgalar yardımıylauzaklastırılması incelenmistir. Trihalometanların sesüstü dalgalar ile uzaklastırılmasında etkiliolan parametrelerin incelenmesinde model bilesik olarak kloroform kullanılmıstır.Kloroformun sonolitik yöntemle uzaklastırılması üç ayrı frekansta ve degisik güçyogunluklarında incelenmistir. Farklı gazların kloroform giderilmesine etkisi argon, hava,azot ve oksijen kullanılarak incelenmistir. Kloroform giderilmesinde hidroksil radikalireaksiyonlarının etkisi radikal tüketicisi maddeler yardımıyla incelenmistir. Kloroform vebromoform giderimine diger trihalometanların etkisi ayrıca incelenmistir. Model bilesiküzerinde yapılan çalısmalardan elde edilen sonuçlar çesme suyu ile yapılan arıtmadeneylerinde elde edilen sonuçlarla karsılastırılmıstır. Son olarak sonolitik uygulamalarınçesme suyunun akut zehirliligi üzerindeki etkisi Microtox test yöntemi kullanılarakincelenmistir.

Disinfection of drinking waters is a major public health triumph of our age.However, while the pathogenic microorganisms provide the primary health risk from drinkingwater, chemical disinfection by-products also introduce an unintended health hazard.Trihalomethanes are the most common by-products of disinfection with chlorination. Due totheir carcinogenic properties, removal of trihalomethanes from drinking water has become animportant public health concern.Research into the use of ultrasound in environmental protection has received aconsiderable amount of attention with the majority of investigations focusing on theharnessing of cavitational effects for the destruction of biological and chemical pollutants inwater. Sonochemical removal of hydrophilic compounds has been investigated more thanhydrophobic compounds.In this study sonolytical removal of trihalomethanes from aqueous solutions hasbeen investigated. Chloroform was selected as a model compound for the investigation offactors affecting sonolytical trihalomethanes removal. The sonolytical removal of chloroformwas studied at three distinct frequencies and at different power densities. The effect ofdifferent sparging gases on chloroform removal was investigated using argon, air, nitrogenand oxygen. The effect of hydroxyl radical reactions on chloroform removal was investigatedthrough the use of radical scavangers. The effect of trihalomethanes combinations on theremoval rates of chloroform and bromoform were investigated. The results obtained from themodel compound studies were compared with results obtained from tap water treatmentstudies. Finally, the effect of sonolysis on the acute toxicity of tap water was investigatedusing the Microtox test method.