Acetón ponúka vedcom náhľad do nepreskúmaných oblastí úprav vody

Systémy úpravy vôd zďaleka nie sú dokonalé. Práve z tohto dôvodu výskumníci používajú modelovanie reakčných ciest, aby mohli lepšie pochopiť, ako sa vytvárajú chemické vedľajšie produkty počas pokročilého procesu oxidácie.

Syntetické chemikálie sú v súčasnom svete všadeprítomné – v našich liekoch, kozmetike, ale aj oblečení. Čo sa však s nimi stane, keď vstúpia do našich vodovodných systémov?

Nebezpečné syntetické chemikálie

Keďže sú tieto chemikálie takmer neviditeľné a bežne si ich využitie ani neuvedomujeme, predpokladáme, že nám nemôžu škodiť, keď ich jednoducho „spláchneme“ drezom.

Väčšina infraštruktúr na úpravu vody však nedokáže plne odstrániť syntetické organické chemikálie z výrobkov osobnej starostlivosti či liekov.

Dôsledkom toho stopové koncentrácie chemikálií vo vode vypúšťanej z čistiarní sa dostávajú do jazier, riek a potokov.

Hoci sa v ľudských organizmoch a ekosystémoch vyskytujú v extrémne nízkych koncentráciách, a to len v nanogramoch alebo v mikrogramoch, ich miera toxicity pre ľudské telá aj celkový ekosystém doposiaľ nie je plne rozpoznaná.

Celú situáciu komplikuje fakt, že vieme ešte menej o vplyvoch vedľajších produktov na ľudské zdravie a stav ekosystémov, ktoré vznikli v procesoch pokročilej oxidácie počas čistenia odpadových vôd.

Prehliadame vedľajšie produkty

Odborníci varujú, že v priebehu pár minút tak môže dôjsť k vytvoreniu až tisícok chemických vedľajších produktov. Práve z tohto dôvodu je nevyhnutné, aby vedci pochopili mechanizmy, ktorými sa počas procesu úpravy vytvárajú vedľajšie chemické látky.

Odborný asistent civilného a environmentálneho inžinierstva na Technickej univerzite v Michigane Daisuke Minakata sa spolu so svojím výskumným tímom snažil porozumieť takýmto mechanizmom. Ako testovaciu vzorku si zvolili acetón.

Autori založili svoj výskum na experimentálnej štúdii z roku 1999, ktorá sa zameriavala na reakčné mechanizmy acetónu počas úpravy vody.

Pomocou kvantových mechanických výpočtov tak mohli predpovedať vznik chemických vedľajších produktov, ktoré sa vyskytujú pri degradácii acetónu počas pokročilého oxidačného procesu.

Svoje výsledky publikovali v článku "Elucidácia základných reakčných ciest a kinetika dehydrogenizácie radikálom indukovaného acetónu v pokrokovom oxidačnom procese vodnej fázy".

Acetón pomôže predvídať

Z chemického hľadiska má acetón priamu štruktúru, vďaka čomu je ideálnou kvapalinou pre modelovanie reakčných ciest.

„Keď upravujeme vodu pomocou pokročilej chemickej oxidácie, tieto oxidanty ničia cieľové organické zlúčeniny, ale súčasne vytvárajú vedľajšie produkty,“ vysvetľuje Minakata.

„Niektoré vedľajšie produkty môžu byť toxickejšie ako ich materská zlúčenina. Musíme pochopiť základné mechanizmy, ako vznikajú vedľajšie produkty, a potom môžeme predvídať, čo vznikne z mnohých ďalších chemikálií. Na základe výpočtovej práce sme prišli na viac ako 200 reakcií, ktoré sa podieľajú na degradácii acetónu,“ dodáva.

Pokročilá oxidácia je veľmi účinná a dôležitá metóda na úpravu vody a odpadových vôd, takže jej použitie by sa, samozrejme, nemalo obmedziť.

Mnoho spoločenstiev vo vyprahnutých oblastiach postupne prichádza o zásoby vody, a preto musí opätovne využívať upravovanú odpadovú vodu.

© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.