การกำจัดฮาโลอะซิโตไนไตรล์ด้วยกระบวนการยูวีแอลอีดีคลอรีนออกซิเดชัน
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ฮาโลอะซิโตไนไตรล์ (HANs) จัดเป็นสารพลอยได้จากการฆ่าเชื้อโรคกลุ่มไนโตรเจน ที่มีความเป็นพิษมากกว่าสารพลอยได้จากการฆ่าเชื้อโรคที่ถูกควบคุม เช่น ไตรฮาโลมีเทน และกรดฮาโลอะซิติก งานวิจัยนี้ทำการศึกษาการกำจัดสาร HANs ได้แก่ โมโนคลอโรอะซิโตไนไตรล์ (Monochloroacetonitrile, MCAN) ไดคลอโรอะซิโตไนไตรล์ (Dichloroacetonitrile, DCAN) และ ไดโบรโมอะซิโตไนไตรล์ (Dibromoacetonitrile, DBAN) ด้วยกระบวนการยูวีแอลอีดีคลอรีน (UV-LED/Cl2) ที่ pH 7 และ 8 โดยเปรียบเทียบกับยูวีแอลอีดี (UV-LED) และคลอรีน (Cl2) จากการศึกษาพบว่าความสัมพันธ์ระหว่างการลดลงของความเข้มข้น HANs กับเวลาเป็นปฏิกิริยาอันดับหนึ่ง การทดลองที่ pH 7 การกำจัด MCAN DCAN ภายใต้กระบวนการ UV-LED/Cl2 มีค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา (MCAN = 5.6 × 10-3 min-1, DCAN = 11.7 × 10-3 min-1) และประสิทธิภาพการกำจัด (ร้อยละ 27-52) ซึ่งสูงกว่า UV-LED (MCAN = 4.4 × 10-3 min-1, DCAN = 5.1 × 10-3 min-1) และ Cl2 (MCAN = 2.4 × 10-3 min-1, DCAN = 5.3 × 10-3 min-1) แต่การกำจัด DBAN กลับพบว่ากระบวนการ UV-LED มีค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา (6.4 × 10-3 min-1) และประสิทธิภาพการกำจัดสูงกว่า UV-LED/Cl2 (5.6 × 10-3 min-1) และ Cl2 (4.5 × 10-3 min-1) เมื่อทำการวิเคราะห์ทางสถิติโดยวิธี One-way ANOVA ของกระบวนการ UV-LED/Cl2 UV-LED และ Cl2 แล้วพบว่ามีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ (p < 0.05) ขณะที่ pH 8 ในการทดลองการกำจัด MCAN DCAN และ DBAN ของทั้ง 3 กระบวนการ พบว่าไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ (p > 0.05) จากการวิจัยในครั้งนี้พบว่ากระบวนการ UV-LED/Cl2 สามารถเป็นอีกทางเลือกหนึ่งในกำจัด HANs ในน้ำดื่มได้
Article Details
เอกสารอ้างอิง
[2] Kiattisaksiri P, Khan E, Punyapalakul P, Ratpukdi T. Photodegradation of haloacetonitriles in water by vacuum ultraviolet irradiation: Mechanisms and intermediate formation. Water Research. 2016;98:160–7.
[3] Wagner ED, Plewa MJ. CHO cell cytotoxicity and genotoxicity analyses of disinfection by-products: An updated review. Journal of Environmental Sciences. 2017;58:64–76.
[4] World Health Organization. Guidelines for drinking-water quality: fourth edition incorporating the first addendum. 4th ed. 2017.
[5] Krasner SW, McGuire MJ, Jacangelo JG, Patania NL, Reagan KM, Aieta EM. The Occurrence of Disinfection By-products in US Drinking Water. Journal - American Water Works Association. 1989 Aug 1;81(8):41–53.
[6] Williams DT, LeBel GL, Benoit FM. Disinfection by-products in Canadian drinking water. Chemosphere. 1997 Jan 1;34(2):299–316.
[7] Goslan EH, Krasner SW, Bower M, Rocks SA, Holmes P, Levy LS, et al. A comparison of disinfection by-products found in chlorinated and chloraminated drinking waters in Scotland. Water Research. 2009 Oct 1;43(18):4698–706.
[8] Liew D, Linge KL, Joll CA. Formation of nitrogenous disinfection by-products in 10 chlorinated and chloraminated drinking water supply systems. Environmental Monitoring and Assessment. 2016;
[9] Bond T, Huang J, Templeton MR, Graham N. Occurrence and control of nitrogenous disinfection by-products in drinking water - A review. Water Research. 2011;45(15):
4341–54.
[10] Ratpukdi T, Sinorak S, Kiattisaksiri P, Punyapalakul P, Siripattanakul-Ratpukdi S. Occurrence of trihalomethanes and haloacetonitriles in water distribution networks of Khon Kaen Municipality, Thailand. Water Science and Technology: Water Supply. 2019;19(6):1748–57.
[11] Fang J, Fu Y, Shang C. The roles of reactive species in micropollutant degradation in the UV/free chlorine system. Environmental Science and Technology. 2014 Feb 4;48(3):1859–68.
[12] Wang D. Application of the UV/Chlorine advanced oxidation process for drinking water treatment. University of Toronto; 2015.
[13] Khan SJ, Gagnon GA, Templeton MR, Dionysiou DD. The rapidly growing role of UV-AOPs in the production of safe drinking water. Environmental Science: Water Research and Technology. 2018;4(9):1211–2.
[14] Chen J, Loeb S, Kim J-H. LED revolution: fundamentals and prospects for UV disinfection applications. Environmental Science: Water Research and Technology. 2017;3(2):188–202.
[15] Davis ML. Water and Wastwater Engineering Design Principles and Practice. USA: McGraw-Hill; 2010.
[16] Yin R, Zhong Z, Ling L, Shang C. The fate of dichloroacetonitrile in UV/Cl2 and UV/H2O2 processes: Implications on potable water reuse. Environmental Science: Water Research and Technology. 2018;4(9):1295–302.
[17] Kwon M, Yoon Y, Kim S, Jung Y, Hwang T-M, Kang J-W. Removal of sulfamethoxazole, ibuprofen and nitrobenzene by UV and UV/chlorine processes: A comparative evaluation of 275 nm LED-UV and 254 nm LP-UV. Science of The Total Environment. 2018 Oct;637–638:1351–7.
[18] Wang WL, Wu QY, Li ZM, Lu Y, Du Y, Wang T, et al. Light-emitting diodes as an emerging UV source for UV/chlorine oxidation: Carbamazepine degradation and toxicity changes. Chemical Engineering Journal. 2017;310:148–56.
[19] Prarat P, Ngamcharussrivichai C, Khaodhiar S, Punyapalakul P. Adsorption characteristics of haloacetonitriles on functionalized silica-based porous materials in aqueous solution. Journal of Hazardous Materials. 2011;192(3):1210–8.
[20] U.S.EPA. Method 551.1: Determination of chlorination disinfection byproducts, chlorinated solvents , and halogenated pesticides/ herbicides in drinking water by liquid-liquid extraction and gas chromatography with electron-capture detection. 1st ed. Ohio: United States Environmental Protection Agency; 1995. P. 1–61.
[21] Kiattisaksiri P. Removal of haloacetonitriles (HANs) and dissolved organic nitrogen (DON) in water by vacuum ultraviolet (VUV). Chulalongkorn University; 2016.
[22] David M. Levine, Patricia P. Ramsey RKS. 10.4 THE ONE-WAY ANALYSIS OF VARIANCE (ANOVA). In: Applied Statistics for Engineers and Scientists: Using Microsoft Excel and Minitab. 1st ed. New Jersey: Prentice-Hall, Inc.; 2001. p. 472–84.
[23] Shi W, Wang L, Chen B. Kinetics, mechanisms, and influencing factors on the treatment of haloacetonitriles (HANs) in water by two household heating devices. Chemosphere. 2017. 17: 278-285.
[24] Deborde M, von Gunten U. Reactions of chlorine with inorganic and organic compounds during water treatment-Kinetics and mechanisms: A critical review. 42, Water Research. 2008. p. 13–51.
[25] Miklos DB, Remy C, Jekel M, Linden KG, Drewes JE, Hübner U. Evaluation of advanced oxidation processes for water and wastewater treatment – A critical review. Water Research. 2018 Aug 1;139:118–31.
