Μελέτη της οξειδωτικής αποδόμησης του παρασιτοκτόνου Acetamiprid με τη χρήση Fenton και Fenton-Like συστημάτων
Creators: name: Μήτσικα, Έλενα Επαμεινώνδα
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2018
Subjects: Fenton και Fenton-Like οξείδωση
LC/MSMS παραπροϊόντα διάσπασης
Φυτοφάρμακα
Fenton and Fenton-Like oxidative degradation systems
LC/MSMS degradation by-products
Pesticides

description: Τα νεονικοτινοειδή αντιπροσωπεύουν την ταχύτερα αναπτυσσόμενη κατηγορία εμπορικώς εντομοκτόνων τις τελευταίες δύο δεκαετίες. Οι μητρικές ουσίες καθώς και τα βασικά παραπροϊόντα τους παρουσιάζουν υψηλή υδατοδιαλυτότητα και πολικότητα, φωτοσταθερότητα, επιμονή στο νερό και στο έδαφος, που επιτρέπουν τη διείσδυση αυτών των ουσιών στα επιφανειακά και υπόγεια ύδατα. Η αντίδραση Fenton είναι μια προηγμένη διαδικασία οξείδωσης (AOP) η οποία προάγει την παραγωγή εξαιρετικά δραστικών ριζών υδροξυλίου (.OH) και θεωρείται βιώσιμη εναλλακτική λύση για την οξειδωτική αποικοδόμηση οργανικών ρύπων Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν (i) η εκτίμηση της αποικοδόμησης του εντομοκτόνου acetamiprid μέσω Fenton και Fenton-Like αντιδράσεων, (ii) η διερεύνηση της επίδρασης των διαφόρων συγκεντρώσεων H2O2 και Fe2+, αρχικού pH και αλάτων σιδήρου στην αποικοδόμηση (iii) η εφαρμοφή πειραματικού σχεδιασμού στην αξιολόγηση της κινητικής και (iv) προσδιαρισμός των κύριων σχηματιζόμενων παραπροϊόντων οξείδωσης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Για να αξιολογηθούν οι ρυθμοί αποικοδόμησης του επιλεγμένου εντομοκτόνου, έγιναν batch πειράματα se διαφορετικές αναλογίες H2O2:Fe2+, συλλέγοντας δείγματα σε τακτά χρονικά διαστήματα κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. Η κινητική αποικοδόμησης μελετήθηκε υπό διαφορετικές συνθήκες, όπως διαφορετικά άλατα σιδήρου και σίδηρο μηδενικύ σθένους, το αρχικό ρΗ και η αρχική συγκέντρωση εντομοκτόνου. Ο προσδιορισμός των παραπροϊόντων αποικοδόμησης του acetamirpid έγινε με τη χρήση υγρής χρωματογραφίας συζευγμένης με φασματοσκοπία μαζών(LC-MS / MS). Περαιτέρω, η αποικοδόμηση του φυτοφαρμάκου επιβεβαιώθηκε με μέτρηση του ολικού οργανικού άνθρακα (TOC), ο οποίος μειώθηκε σχεδόν κατά 50% μετά τις πρώτες πέντε ώρες, υποδεικνύοντας μερική ανοργανοποίηση του επιλεγμένου εντομοκτόνου. Παρατηρήθηκε επίσης ότι η τοξικότητα του συστήματος κυμάνθηκε με το χρόνο, υποδεικνύοντας τη σταδιακή παραγωγή παραπροϊόντων αποδόμησης που διαφέρουν ως προς το τοξικό τους δυναμικό
description: Neonicotinoids represent the fastest-growing class of commercialized insecticides the past two decades. Neonicotinoid substances as well their basic by-products exhibit high water solubility and polarity, photo-stability and persistence in water as well as soil, which enable the penetration of these substances in water, both surface and groundwater. The Fenton reaction is an advanced oxidation process (AOP) that underlines generation of highly reactive hydroxyl radicals (.OH) and is considered a viable alternative for the oxidative degradation of organic pollutants. The aim of this study was (i) to assess the degradation of the insecticide acetamiprid through Fenton and Fenton-Like reactions, (ii) to investigate the effect of different concentrations of H2O2 and Fe2+, initial pH and iron salts on the degradation on the selected pesticide, (iii) apply response surface methodology in the evaluation of kinetics and (iv) determine the main by-products formed during the process. To evaluate the degradation rates of the selected insecticide, batch experiments were performed for different H2O2:Fe2+ molar ratios, collecting samples at regular intervals during the reaction. The degradation kinetics was also studied under different conditions, such as three iron salts and ZVI, the initial pH and insecticide initial concentration. Determination of the degradation by-products of acetamiprid was carried out using ultra pressure liquid chromatography tandem mass instrumentation (LC-MS/MS). Furthermore, the degradation of acetamiprid was confirmed by measuring TOC which was decreased almost 50% after the first five hours, indicating partial mineralization of the selected insecticide. It was also observed that the toxicity of the system varied with time after the treatment, indicating the gradual production of degradation byproducts which differ in their toxic potential