Podrobno

Kinetika fotokemijskega in biološkega odstranjevanja tetrametil bisfenol F diglicidil etra
ID Čulić, Ivana (Avtor), ID Heath, Ester (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu, ID Prosen, Helena (Komentor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (1,72 MB)
MD5: 949D287C66B2B159AAD2EB11307B0CF6

Izvleček
Bisfenoli so monomeri, ki se uporabljajo za pripravo polikarbonatne plastike (PC) in epoksi smol. Ti materiali se pogosto uporabljajo za izdelavo materialov, ki prihajajo v stik z živili. Med bisfenoli ima največjo uporabnost bisfenol A (BPA), ki je tudi najbolj preučevan z vidika potencialne strupenosti. Dokazana je bila njegova genotoksičnost, negativni učinki na endokrini in reproduktivni sistem, citotoksičnost in nevrotoksičnost. Zaradi tega je Evropska agencija za varnost hrane v aprilu 2023 znižala sprejemljivi dnevni vnos (Tolerable Daily Intake - TDI) te spojine s 4 µg/kg telesne mase na dan na 0,2 ng/kg telesne mase na dan. Od decembra 2024 pa je EU prepovedala uporabo BPA v vseh proizvodih, ki so v stiku s hrano in pijačo. Industrija še vedno intenzivno išče spojine z manjšimi oz. brez strupenih učinkov, ki bi lahko nadomestile BPA in bi hkrati ohranile lastnosti BPA, ki so potrebne za industrijsko uporabo. Eden izmed predlaganih nadomestkov BPA je 4,4′-metilen-bis-(2,6-dimetilfenol) diglicidil eter (krajše: tetrametil bisfenol F diglicidil eter oz. TMBPF-DGE), ki ga proizvaja podjetje Sherwin-Williams iz Združenih držav Amerike. Za spojino TMBPF, ki je tudi potencialni nadomestek BPA, obstajajo literaturni podatki o podobni citotoksičnosti kot BPA, ampak manjšem negativnem vplivu na endokrini in reproduktivni sistem. Za TMBPF je kinetika biološke razgradnje raziskana, zato smo se v tem delu odločili preučiti sorodno novosintetizirano spojino TMBPF-DGE z vidika odstranjevanja in kinetike s fotokemijsko in biološko razgradnjo. Fotokemijsko odstranjevanje TMBPF-DGE sem opazovala v pitni vodi in odpadni vodi z iztoka iz čistilne naprave pri začetni koncentraciji 200 ng/L. Uporabila sem laboratorijski fotokemijski reaktor s Hg-UV lučko (=254 nm) in maksimalni čas obsevanja 120 min. Biološko odstranjevanje sem spremljala v hranilno-mineralnem mediju, ki predstavlja odpadno vodo z iztoka čistilne naprave ob prisotnosti mikroorganizmov iz aktivnega blata pri začetni koncentraciji 0,1 mg/L TMBPF-DGE. Vzorce za analizo sem pripravila z ekstrakcijo na trdno fazo ter analizirala z LC-MS/MS po predhodni optimizaciji in validaciji analizne metode. Za določanje kinetičnih parametrov sem predpostavila, da pri odstranjevanju potekajo reakcije prvega reda ter določila hitrostno konstanto in razpolovni čas. Rezultati raziskave kažejo, da se pri fotokemijskem odstranjevanju po 120 min koncentracija spojine zniža za 98 % v pitni vodi ter 94 % v odpadni vodi. Pri biološkem odstranjevanju se koncentracija spojine zniža pod LOQ metode že po dveh dneh izpostavljenosti biomasi iz čistilne naprave. Takšni rezultati kažejo na uporabnost biološkega in fotokemijskega procesa za odstranitev TMBPF-DGE iz vodnih medijev, potrebno je pa nadaljevati raziskave v smeri identifikacije transformacijskih produktov preučevane spojine in njihove strupenosti.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:Bisfenoli, fotokemijsko odstranjevanje, biološko odstranjevanje, kinetika, LC-MS/MS
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Tipologija:2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Leto izida:2025
PID:20.500.12556/RUL-170561 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:244386051 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:09.07.2025
Število ogledov:271
Število prenosov:62
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Kinetics of photochemical and biological removal of tetramethyl bisphenol F diglycidyl ether
Izvleček:
Bisphenols are monomers used in the production of polycarbonate plastics and epoxy resins, which are used in many applications, including food contact materials. Among them, bisphenol A (BPA) is the most extensively used and studied compound due to its well-documented toxicological effects, including genotoxicity, endocrine disruption, reproductive toxicity, cytotoxicity and neurotoxicity. In response to these risks, in April 2023, the European Food Safety Authority (EFSA) significantly lowered the Tolerable Daily Intake (TDI) for BPA from 4 µg/kg body weight per day to 0.2 ng/kg body weight per day. Moreover, the EU has banned the use of BPA in food contact materials as of December 2024. Even before these regulatory changes, the industry had already been actively seeking compounds with reduced or no toxic effects that can replace BPA while maintaining its desired chemical properties. One such alternative is tetramethyl bisphenol F diglycidyl ether (TMBPF-DGE), a derivative of 4,4′-methylenebis-(2,6-dimethylphenol) (TMBPF), produced by the Sherwin-Williams Company (USA). While TMBPF, a potential BPA substitute, exhibits similar cytotoxicity to BPA, it has a lower impact on the endocrine and reproductive systems. In addition, its biodegradation kinetics have already been studied. In this work, I focus on the related, newly synthesized compound TMBPF-DGE, examining its removal and degradation kinetics via photochemical and biological processes. Photochemical removal was assessed in drinking water and treated wastewater effluent at an initial concentration of 200 ng/L using a laboratory photochemical reactor equipped with a low-pressure Hg-UV lamp (λ = 254 nm), with a maximum irradiation time of 120 min. Biological removal was studied in a synthetic wastewater effluent inoculated with activated sludge from a municipal wastewater treatment plant, at an initial TMBPF-DGE concentration of 0.1 mg/L. At set intervals, samples were extracted using solid-phase extraction and analysed by LC-MS/MS following method optimization and validation. Assuming first-order kinetics, degradation rate constants and half-lives were determined. Photochemical treatment removed 98 % of TMBPF-DGE in drinking water and 94 % in synthetic effluent after 120 mins. During biological removal, levels of TMBPF-DGE fell below the LOQ after 48 hrs. These findings demonstrate that TMBPF-DGE can be effectively removed from aqueous environments by biological and photochemical processes. However, further research is needed to identify and assess the toxicity of transformation products.

Ključne besede:Bisphenols, photochemical removal, biological removal, kinetics, LC-MS/MS

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj