Hidrológiai Közlöny 1983 (63. évfolyam)

8. szám - Dr. Öllős Géza–Dr. Kollár György: A klórozás szerepe, folyamatai, korlátai az ivóvíztisztításban

Dr. öllős G.—

dr. Kollár Gy.: A Iclórozás szerepe Hidrológiai Közlöny 1983. 8. sz. 355 7. ábra. A THM vegyületek leszármaztatási elve Fig. 1. The origin of THM compounds atom, vagy két brómatom és egy klóratom, avagy három brómatom helyettesíti. A helyettesítésben a bróm helyett a jód is részt vehet. Végül a bróm és a jód egyidejűleg is vegyületképző szerepet játszhat. Az egyes THM-vegyületek tehát a három halogén elem, a szénés a hidrogénatom lehetséges kombinációiból keletkeznek. Megjegyezzük azonban, hogy az előzőkben kiemelt metán az egyszerűség és szemléletesség szempontjait tükrözi. A valóságban azonban a metánnál lényegesen bonyolultabb összetételű szerves vegyületek is gondot okoznak. A jelenlegi analitikai módszerekkel kimutatott, leggyakrabban előforduló illékony, klórozott szerves THMvegyületek : 1. triklórmetán (kloroform) CHC1

3, 2. diklorbrómmetán, CHBrCl

2, 3. dibroinklórmetán, OHBr

2CI, 4. tribrommetán (bromoform), CHBr

3, 5. diklórjódinetán, CHJC1

2 stb. Elsősorban az első négy vegyület keletkezése a jellemző, a jódozott vegyületek ritkábban jelentkeznek. A THM-keltő reakció: Cl

2 + bromid-ion (vagy/és jodid-ion) + THM-vegyületeket előidéző prefeurzorok =trihalometánok és más halogénezett vegyületek. A THM-vegvületek a részleges- vagy a törésponti klórozáskor keletkezhetnek. Ezen túlmenően az is bebizonyosodott, hogv a THM-vegyületek a vizeiosztó hálózatban is keletkezhetnek, ami érhető is, ha arra gondolunk, hogy — a hálózati vízben szabad aktív klórnak kell jelen lennie, — ugyanakkor a hálózati vízbe az elégtelen tisztítástechnológia révén különböző halogénezésre hajlamos szénvegyületek (prekuzorok) is kisebb-nagyobb menynyiségben bekerülnek vagy ott keletkeznek (

Brett, Calverey, 1979). A THM-vegyületek tehát sokféle vegyületből keletkezhetnek. Erre jó példa az 1. táblázat: laboratóriumi körülmények között megállapíthatóvá vált, hogy a kiválasztott vegyületek egy részéből zérus, más részéből kis-, közepes-, ill. nagy reakciósebességgel keletkeznek, THM-vegyületek. Bebizonyosodott például, hogy —-a fenolok és anilinek is kloroformmá alakulhatnak, — a COCH

2CO vagy COCH

2CHO szerkezetű vegyületek közepes THM-képződést eredményeznek. A THM-vegyületek közül általában (de nem kizárólagosan) a kloroform mennyisége a legtöbb. Az egyes vegyületek egymáshoz viszonyított mennyisége felől általánosságban a 2. ábra tájékoztat (

Stevens et. al., 1975). A vízzel (és a szennyvízzel) kapcsolatos haloform reakciók értékelése azért nehéz, mert rendkívül érzékenyek számos fizikai, fizikokémiai paraméterre, így — a víz hőmérsékletére, — a pH-ra, — a fertőtlenítőszer fajtájára (szabad aktív klór, kötött klór) és annak koncentrációjára, — az ammónia jelenlétére és annak koncentrációjára, — halogénsók jelenlétére és azok koncentrációira. Az illékony halogénezett termékek — mennyiségét és — tulajdonságát tehát ezen paraméterek alapvetően alakítják. A következőkben néhány paraméter hatását érzékeltetjük (

Stevens et. al. 1975). A koncentráció hatását a 3. ábra szemlélteti a reakcióidő függvényében. Itt a még nagytömegű prekurzort tartalmazó nyersvíz, a prekurzor koncentrációt már lényegesen csökkentő derített, ill. még tovább csökkentő szemcsés (granulált) aktívszén-szűrőn (GAC) átjutott víz klórozásakor keletkező kloroform-koncentrációk hasonlíthatók össze a reakcióidő függvényében. A prekurzor koncentráció, ill. a prekurzor anyagi összetétel hatására (példaként) a 4. ábra mutat rá. Ez esetben a nyersvíz és a GAC-szűrő szűrlete kis molekulasúlyú, egyszerű acetilvegyületeket (acetont, acetaldehidet, acetofenont) tartalmaz. A víz pH-hatásának vizsgálatakor kitűnik, hogy a derített víz különböző pH értéken történt klórozásakor a pH növelése a kloroform-képződés sebességét lényegesen befolyásolja (5. ábra). A hőmérséklet és a kloroform-képződés sebessége közötti kapcsolatról (példaként) a 6. ábra tájékoztat. Ez a hatás a vízhőmérséklet évszakos változása miatt érdemel figyelmet. 1. táblázat THM vegyületek keletkezésének reakciósebessége különböző vizsgált prekurzorok esetében Table 1. Reaction rates of the development of THM compounds in the case of different precursors Reakciósebesség Reakciósebesség kicsi Reakciósebesség közepes Reakciósebesség nagy 0 (0,00) (0,01—0,09) (0,10—0,19

) (0,20—0,30

) 1-alanin 2-etil-l,3-hexandiol aceton difenil-keton fenol 4 nitrofenol katechol 2.4-dimetil-anilin 2.5-diethoxyanilin 2,3-dinitro-anilin 3-nitro-anilin 4-nitro-anilin 3-pentene-2-0l indol Pyrrolidin benzenetiol 3-hydroxy-2-butanon stb. p-hidroxi-benzoesav 3,5-dimetil-fenol 4-klór-fenol 2,4-diklór-fenol 4-amino-fenol anilin n,n-dimetil-anilin p-kinon aldol 2,4-pentanedion stb. resorcinol 4-methoxyfenol huminsav 2,6-dimetil-fenol pentachloro fenol hidrokinon n,n-dietil-anilin stb. Hexánsav pikrinsav benzoesav fulvinsav 1-pentanol benzin-alkohol 2-propanol 1,2-propándiol 1.2-etándiol etanol 1.3-propándiol 1,3-butándiol 2-nonanon 2-hexanon 1 -naphtol 2-naphtol 2,3-dihidroxi-naf talin pyrogallol n-butil-amin stb. Megjegyzés: a reakcióképességet képviselő dimenziónélküli számértékek csupán az összehasonlítás céljait szolgálják