Kinetic study of the degradation of sulfamethoxazole by uv light combined with H2O2 and photo-fenton treatment

Abstract

Sulfamethoxazol (SMX) is een sulfonamide antibioticum dat oraal wordt toegediend. Via het rioleringssysteem komt het na excretie terecht in afvalwaterzuiveringsinstallaties. De biologische zuivering van de moderne zuiveringsinstallaties verwijdert het SMX niet efficiënt door het bacteriostatisch effect van het antibioticum. Ook is het effect van langdurige blootstelling aan SMX op het aquatisch milieu en op de menselijke gezondheid niet bekend. Deze thesis beschrijft de degradatie van SMX door een degradatie schema voor te stellen en fysische en chemische parameters (kleur, troebelheid, aromaticiteit) kinetisch te modelleren.

Een 1.0 L oplossing van 50 mg L-1 SMX reageerde met 100 mM H2O2 in een fotokatalytische reactor met een 150W kwik UV lamp. De temperatuur was constant op 25°C. De pH varieerde tijdens verschillende testen tussen 2.0 en 12.0 en bleef constant tijdens de reactie door het toevoegen van 0.1 M NaOH en HCl. In verdere testen bevatte de oplossing ook Fe2+ als katalysator en het effect van de hoeveelheid katalysator, de concentratie H2O2 en pH op de kinetiek werd onderzocht. De stalen werden geanalyseerd met behulp van ionchromatografie en meting van de fysische en chemische parameters.

Het effect van pH op het degradatie schema werd toegewezen aan de ionizatie van het SMX. Om de parameters van de UV/H2O2 reactie te beschrijven werd een pseudo-eerste orde model gebruikt, terwijl voor de foto-Fenton reactie een tweede orde model werd opgesteld. Deze bevindingen zijn in lijn met de resultaten in de literatuur.