• Low-cost adszorbens használata szermaradványok eltávolítására vízből

Ágoston Barbara

Batthyány Lajos Gimnázium, Nagykanizsa

Konzulens:
Gerencsérné dr. Berta Renáta

Low-cost adszorbens használata szermaradványok eltávolítására vízből

A körforgásos gazdaság alapját képezi a hulladékok újrahasznosítása. A mezőgazdaságban jelentős mennyiségű hulladék anyag keletkezik, melyek hasznosítására számos irodalmi adat áll rendelkezésre. Az adszorbensek anyagát a természetben folyamatosan képződő mezőgazdasági termékek, melléktermékek biztosítják. Ezek kezelésével, illetve kombinációival sok különböző tulajdonságú szermaradvány hatékony megkötése is lehetségessé válik. Az adszorbensek alkalmasak lehetnek a napjainkban egyre nagyobb kihívást jelentő mikroszennyezők eltávolítására, amelyekre jelen szakmai ismereteink alapján kevés működő megoldás vagy termék áll rendel-kezésre. Ennek részben oka az alkalmazott technológiák nagy költségigénye, illetve kezelési kapacitásuk.
Barbara kutatási feladata során olyan mezőgazdasági szermaradványok eltávolítását tűzte ki célul, amelyek potenciális veszélyt jelenthetnek az ökoszisztémára, az élő szervezetre, így az emberiségre például endokrin rendszert károsító tulajdonságuk miatt. Ezek megkötésére alacsony költségvetésű, úgynevezett low-cost adszorbenst használt. Jelen kutatásban az aprított szalma és annak módosított változatainak adszorpciós képességét vizsgálta atrazin és metolaklór mezőgazdasági gyomirtó szerekre, illetve imidakloprid rovarölő szerre vonatkoztatva, környezeti szempontból releváns körülmények között, szobahőmérsékleten és a természetes vizek pH-jának megfelelően. A kutatás részeként a szalma aprítását követően analitikai pontossággal kimért bioszorbenshez a kiválasztott hatóanyagokból különböző koncentrációjú oldatokat készített, majd 24 óra kevertetés után a felülúszóban meghatároztuk a kutatócsoporttal a szermaradvány koncentrációját. A batch kísérleteken túl átfolyó pilot rendszerben vizsgált az adszorbens megkötő képességét és kapacitását, miniatürizálva a vízkezelő megoldást. A hatékonyság nyomon követesére, az adszorbeált mennyiségek meghatározására a pályázó saját maga által készített kalibrációs sort felhasználva ultrahatékony folyadék-kromatográfia-tandem tömegspektrometria (UPLC-MS/MS) módszert alkalmazott. Az alkalmazott analitikai módszer, illetve a hozzá kapcsolódó mintaelőkészítés segítségével lehetőség nyílt a ng/L koncentrációban jelenlevő komponensek kimutatására.
Az eredmények alapján a szalma hatékonynak bizonyult a választott komponensek meg-kötésére. Az ultratiszta vízzel mosott szalma esetén a nagyobb (0,5-2 cm) mérettartománnyal szemben a kisebb méretűre aprított (1 mm alatti), ezáltal nagyobb fajlagos felületű szalma hatékonyabb adszorbensnek bizonyult. Ezen eredmények ismeretében a kisebb méret-tartományú szalmával dolgozott tovább. A kötőhelyek számának növelése érdekében módosított szalmákat használt. A nátrium-hidroxiddal kezelt szalmával szemben a citromsavval kezelt szalma hatékonyabbnak bizonyult mindhárom komponensre. Az adszorpciós hatékonyság atrazin esetén ~65%, imidakloprid esetén ~54% és metolaklór esetén ~70% lett (1 mg/L kiindulási koncentrációból).
Atrazin komponensre elvégzett átfolyásos kísérlet során bebizonyosodott, hogy a szalma valóban hatékony lehet egy szermaradványok eltávolítására alkalmas vízkezelő módszer kifejlesztéséhez.