| Popis: |
Pharmaceuticals and personal care product (PPCPs) substances has been detected in various water bodies in Sweden. A substantial part of these compounds are spread in nature due to insufficient removal in water treatment plants. Pharmaceutical products are developed to be chemically stable, and to achieve a therapeutic effect already in low concentrations. Aquatic and amphibian organisms exposed to these substances have displayed sublethal effects, due to the limited reduction capacity of the waste water treatment plants.One promising alternative for the reduction of PPCPs is ozone oxidation. This thesis has focused on developing a method which could imitate a water treatment process, with respect to commonly used ozone doses and residence times as well as the requirement of a continuous process. The thesis also consisted of applying the developed method, to study the reduction kinetics and transformation products of some PPCPs with ozone oxidation. Five compounds were selected for studying the reduction kinetics with ozone, and the identification of transformation products. The method was developed on principles with a broad support in the chemically technical literature, and modifications of already existing equipment was made to better simulate the turbulent conditions found in the water treatment plant. The developed method had however, from a mathematical point of view, problems of properly simulating the conditions found in water treatment plants with respect to typically applied ozone doses and flow regime. The method was however considered as sufficient to proceed to the experimental phase, and experiments of the ozone oxidation's effects on the PPCPs was investigated. The results prove a reduction of all the investigated substances following the ozone oxidation - two out of five substances had kinetics similar to that found in the academic literature and the remaining substances were found to have increased kinetics. For one of the substances, carbamazepine, one major transformation product, BQM, was identified through comparison with earlier studies. Another, minor transformation product was also identified through the same process, and the concentration of the transformation product was semi-quantified. For fexofenadine, one earlier known transformation product, fexofenadine-N-oxide, was identified but not semi-quantified, since the concentration was below the level of quantification. Läkemedels- och personvårdsämnen har upptäckts i olika vattenkroppar i Sverige. En väsentlig del av dessa ämnen sprids i naturen på grund av otillräcklig borttagning i avloppsreningsverk. Läkemedelsprodukter är utformade för att vara kemiskt stabila och för att uppnå en terapeutisk effekt i biologiska varelser redan vid låga halter. Akvatiska och amfibiska organismer som exponeras för dessa ämnen har uppvisat subletala effekter, på grund av begränsad reduktionskapacitet i avloppsvattenverken. Ett lovande alternativ för reducering av läkemedels- och personvårdsämnen är ozonoxidation. Det här examensarbetet har fokuserat på att utveckla en metod som kunde imitera en reningsprocess vid ett vattenreningsverk, med avseende på typiska ozondoser och uppehållstider samt krav på en kontinuerlig process. Examensarbetet bestod också av att applicera den utvecklade metoden, för att studera reduktionskinetiken och bildandet av transformationsprodukter från vissa läkemedel- och personvårdsprodukter med ozonoxidation. Metoden som utvecklades byggdes på principer med brett underlag i den kemiskt tekniska litteraturen, och modifieringar till utrustningen genomfördes för att bättre simulera de turbulenta förhållanden som råder i vattenreningsverk. Den utvecklade metoden hade dock, matematiskt sett, svårigheter med att simulera de förhållanden som råder i vattenreningsverk med avseende på typiska ozondoser och flödesregim.Metoden bedömdes dock som tillräcklig för att fortgå till experimentstadiet, och undersökningar av ozonoxideringens effekt på läkemedels- och personvårdsämnena genomfördes. Resultaten påvisar en minskning av samtliga ämnen till följd av ozonoxideringen - för två av fem ämnen är kinetiken jämförbar med den i den akademiska litteraturen och för övriga ämnen en förhöjd kinetik. För ett av ämnena, karbamazepin, identifierades en tidigare känd stor transformationsprodukt, BQM, genom jämförelse med tidigare studier. En annan, mindre transformationsprodukt identifierades också genom samma process, och koncentrationen av transformationsprodukten semi-kvantifierades. För fexofenadin kunde en tidigare känd transformationsprodukt, fexofenadin-N-oxid, identifieras men inte semi-kvantifieras, då halterna låg under kvantifikationsgränsen. |
