REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

Pomanjkanje pitne vode zaradi vedno bolj intenzivnega človeškega delovanja predstavlja vedno večji problem v svetu. Potreba po obnovitvi in vzdrževanju neoporečnosti naših vodnih virov ustvarja okolje za razvoj boljših tehnologij za premagovanje te problematike. Nizkotlačna plazma, kompleksna zmes reaktivnih delcev, ionov, nevtralnih delcev in močnega sevanja, predstavlja vsestransko okolju prijazno metodo, ki je že našla uporabo v številnih industrijah. Med drugim jo lahko odlikuje tudi močno vakuumsko ultravijolično sevanje (V-UV), ki ga je moč uporabiti za namene sterilizacije, saj imajo ti fotoni dovolj energije za prekinitev molekulskih vezi, kar povzroči razgradnjo onesnažil. Težava je v tem, da V-UV močno absorbirajo praktično vse snovi, predvsem molekule kisika v atmosferi, zaradi česar je potrebno izdelati posebno napravo, ki omogoča obdelavo vzorca z V-UV sevanjem.
Glavni cilj te raziskave je ustvariti nizkotlačni plazemski sistem, ki omogoča obdelavo tekočih vzorcev z V-UV, ter preučiti njegovo delovanje za namen dezinfekcije. Bakteriofag MS2 je bil uporabljen kot modelno onesnažilo, saj virusi velik problem pri čiščenju vod.
Celovit pregled literature je razkril, da tovrsten pristop za čiščenje vod še ni bil preizkušen v preteklosti. Tako smo na začetku raziskave izdelali kapacitivno sklopljen plazemski sistem, napajan s pulznim enosmernim generatorjem, ter izvedli sistematske meritve, s čimer smo identificirali optimalne parametre za proizvajanje močnega V-UV sevanja. Ločitev nizkotlačnega plazemskega sistema od atmosferskega, kjer se nahaja naš tekoči vzorec, smo dosegli z izgradnjo posebne komore, ki dovoljuje dostop sevanja do površine tekočine. Skozi sistematično izločanje dejavnikov smo pokazali, da so hidroksilni radikali (OH●) ključni dejavniki inaktivacije ter da se reaktivne kisikove (OH●, H2O2, O3). vrste tvorijo v večjih količinah, če je v obdelovalni komori prisoten kisik.
V želji po boljšem razumevanju in izboljšavi sistema smo izdelali še induktivno sklopljen plazemski sistem, napajan z radiofrekvenčnim generatorjem. Zaključki so bili podobni, namreč da so OH● prvotno odgovorni za inaktivacijo virusa ter da je njihova produkcija povečana z bolj intenzivnim V-UV sevanjem, pogojeno s prisotnostjo kisika v komori. Poleg tega smo MS2 virus izpostavili še plazemsko obdelani vodi, čigar slaba inaktivacija je še dodatno potrdila ključno vlogo kratkoživečih reaktivnih kisikovih vrst za inaktivacijo virusa. Vsestransko uporabnost sistema za čiščenje vod smo pokazali z razgradnjo različnih onesnažil, kot so bakterije, antibiotiki in barvila.
V zaključku dela predložimo nekaj izračunov o energetski učinkovitosti sistema, kar poda obetavne možnosti tovrstne metode v primerjavi s standardnimi dezinfekcijskimi sredstvi.