Treatment of triclosan using advanced oxidation processes

Abstract

Triklosan anti-bakteriyel kişisel bakım ürünlerinde en çok kullanılan aktif bileşenlerden biridir ve son yıllarda artan miktarlarda kullanılmaktadır. Atıksu arıtma tesisleri çıkış suyunda kolayca bulunabilmekte ve atıksu arıtma tesisi çıkış suyuyla alıcı ortama deşarj edilmektedir. Triklosanın parçalanması sonucu oluşan yan ürünler, endokrin bozucu özellikler göstermektedir.Bu çalışmanın amacı, Box-Behnken istatiksel deney tasarımı kullanılarak, ileri oksidasyon yöntemi ile sulu çözeltiden triklosan gideriminin karşılaştırılmasıdır. Triklosan, hidrojen peroksit ve demir iyon konsantrasyonlarının triklosan giderimini etkisi, araştırılmıştır. Farklı zamanlarda reaktörden alınan numuneler, daha önce triklosan ve yan ürünleri tanımlanan HPLC cihazı ile analiz edilmiştir.Triklosan giderim veriminin yanı sıra 2,4-Diklorofenol ve 2,4,6-Triklorofenol konsantrasyonları da oluşumu beklenen yan ürünler olarak analiz edilmiştir. Triklosanın gideriminin tamamı bir saat içinde gerçekleştirilmiştir, ayrıca tam mineralizasyon 2,4- Diklorofenol ve 2,4,6-Triklorofenol gibi bazı ara bileşiklerin oluşumunu gösteren altmış dakika içinde dahi gerçekleşmemiştir. Triklosan ve yan ürünlerin en yüksek giderim verimi veren optimum reaktif dozları Box-Behnken yöntemi kullanılarak belirlenmiştir bulundu.Foto-Fenton arıtımında, en yüksek triklosan giderimi (yüzde doksan dokuz) elde edilmiş ve yan ürün olarak 2,4-Diklorofenol oluşumu gözlemlenirken foto-Fenton benzeri arıtımda, yüksek verimli triklosan giderimi (yüzde doksan yedi) ve yan ürün olarak 2,4-Diklorofenol ve 2,4,6-Triklorofenol oluşumu gözlemlenmiştir. Foto-Fenton proses ve foto-Fenton benzeri proses, yüzde doksan beşten fazla triklosan giderim verimi ile sonuçlanmıştır. Foto-Fenton prosesinde, en yüksek triklosan giderimi hidrojen peroksit/demir (II)/triklosan oranı 50/2/0,1 ile elde edilmiştir. Foto-Fenton benzeri proseste, yüksek triklosan verimi, hidrojen peroksit/demir (III)/triclosan oranı 50/5/5 ile elde edilmiştir. Ancak, oluşması beklenen yan ürünlerin oluşan miktarları ve özellikleri foto-Fenton proseste ve foto-Fenton benzeri proseste farklı sonuçlanmıştır.

Triclosan is one of the most used active ingredients in antibacterial personal care products and usage of triclosan increases in recent years. Also, triclosan have endocrine-disrupting properties. It can easily detect in wastewater effluent water and it is discharged from wastewater treatment plant effluents into the natural environment. The purpose of this study is compare the removal of triclosan from aqueous solution by advanced oxidation processes (photo-Fenton and photo-Fenton like oxidation) using Box-Behnken statistical experiment design. Effects of triclosan, hydrogen peroxide and ferrous ion concentrations on the extent of triclosan removal, was investigated. Samples taken from the reactor in different reaction time, have been analyzed with HPLC device that previously is defined of triclosan and its by-products.In addition to Triclosan removal efficiency, 2,4-Dichlorophenol and 2,4,6-Trichlorophenol concentrations were analyzed as byproducts that are expected formation. Complete removal of triclosan was accomplished within one hour, also complete mineralization was not occurred even within sixty minutes indicating formation of some intermediate compounds such as 2,4-Dichlorophenol and 2,4,6-Trichlorophenol.Optimum reagent concentrations yielding the highest triclosan and its by-products removals were determined using Box-Behnken method. In photo-Fenton treatment, the highest triclosan removal (ninety nine percent) was obtained and 2,4-Dichlorophenol formation was observed as a by-product while in photo-Fenton like treatment yielded higher triclosan removal (ninety seven percent) and both of 2,4-Dichlorophenol and 2,4,6-Trichlorophenol formations were observed as by-products. Photo-Fenton treatment and photo-Fenton like treatment are resulted greater than ninety five percent removal efficiency of triclosan. In photo-Fenton treatment, the highest triclosan removal was obtained with a hydrogen peroxide/iron(II)/triclosan ratio of 50/2/0.1. In photo-Fenton like treatment, the highest triclosan removal was obtained with a hydrogen peroxide/iron(III)/triclosan ratio of 50/5/5. However, generated amounts of predicted by-products and their species are resulted difference on photo-Fenton treatment and photo-Fenton like treatment.