REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

Pri oceni dolgoročnih vplivov, ki jih povzroča sproščanje onesnažil iz monolitnih gradbenih materialov in različnih odpadnih materialov, se v splošnem uporablja NEN 7375 test. V obdobju 64 dni se v določenih časovnih intervalih zamenja izlužitveno sredstvo (demineralizirana voda). Pri uporabi NEN 7375 testa sledimo izluževanju onesnažil na osnovi difuzije. V doktorski disertaciji smo uporabili modificirane izlužitvene teste in rezultate primerjali s tistimi, pridobljenimi z uporabo NEN 7375 testa. V modificiranih postopkih smo kot izlužitveno sredstvo uporabili sintetično morsko in površinsko vodo ali MilliQ vodo ter 6 mesecev sledili izluževanju izbranih elementov, kromata, arzenata, molibdata in vanadata iz kompaktnih in zdrobljenih gradbenih kompozitov iz mešanice 80 % letečega pepela (98 %) z dodatkom filtrskega prahu iz elektroobločne peči (EAF prah) (2 %) in 20 % cementa. V času trajanja poskusa izlužitvenega sredstva nismo zamenjali, zaradi česar smo lahko sledili tako difuziji kot raztapljanju onesnažil. Rezultati so pokazali, da je obseg izluževanja večji, ko izlužitvenega sredstva ne zamenjamo. Nadalje se je izkazalo, da je izluževanje iz zdrobljenih kompozitov, ki so simulirali razpadanje materiala s časom, večje pri zdrobljenih kot pri kompaktnih kompozitih. Izkazalo se je tudi, da je obseg izluževanja elementov in njihovih kemijskih zvrsti bistveno odvisen od sestave matrice izlužitvenega sredstva. Rezultati so pokazali, da uporaba sintetične površinske vode in sintetične morske vode, ko v času poskusa izlužitvenega sredstva ne zamenjamo, ustrezno simulirata pogoje, ko gradbeni kompozit potopimo v stoječe vode. Leteči pepel, cement in EAF prah se pogosto uporabljajo kot mešanica v gradbenih kompozitih. Tovrstni gradbeni kompoziti so z okoljskega vidika lahko sporni, saj se iz njih lahko izlužujejo znatne množine kromata, molibdata, vanadata in arzenata.
V nadaljevanju smo razvili originalni speciacijski postopek za simultano določitev kromata, arzenata, molibdata in vanadata s tekočinsko kromatografijo, sklopljeno z masno spektrometrijo z induktivno sklopljeno plazmo (HPLC-ICP-MS). Najprej smo preučili obnašanje kromovih (Cr), arzenovih (As), molibdenovih (Mo) in vanadijevih (V) kemijskih zvrsti v različnih oksidacijskih stanjih, med njihovo ločbo pri kislih (pH 5) in alkalnih pogojih (pH 12). Pri alkalnih pogojih so se kromat, arzenat, molibdat in vanadat sočasno ločili in eluirali pri retencijskih časih med 390 do 450 s, 230 do 270 s, 340 do 430 s oziroma 270 do 380 s. Ločene kemijske zvrsti smo sledili z ICP-MS pri m/z 52, 75, 95 in 51. Kadar je bil V prisoten v bistveno višjih koncentracijah, kot so bile koncentracije Cr, Mo in As, je bila simultana speciacija vseh štirih elementov praktično nemogoča. Zato smo pri detekciji izkoristili možnost uporabe 50V izotopa, ki je v naravi prisoten le v 0,25 %. Ker se masi izotopa 50Cr (naravna prisotnost 4,345 %) in 50V izotopa prekrivata, je bila simultana speciacijska analiza možna, ker sta bila kromat in vanadat na kromatografski koloni selektivno ločena. Z razvitim analiznim postopkom smo dosegli dobro ponovljivost merjenja (RSD boljši od ± 3,0 %), kemijske zvrsti elementov pa so se kvantitativno eluirale iz kolone (izkoristki na koloni so bili med 99–105 %).
Razvili smo tudi zanesljiv analizni postopek za določitev strupenega šestvalentnega Cr (Cr(VI)) v sedimentih, ki smo jih vzorčili na industrijsko izpostavljenih območjih na reki Savi (jeklarska in metalurška industrija). Celotni Cr(VI) smo kvantitativno ekstrahirali iz vzorca z ultrazvočno ekstrakcijo pri 80 °C in uporabo alkalnega ekstrakcijskega sredstva (2 % NaOH + 3 % Na2CO3). Z dodatkom 0,4 mol L-1 MgCl2 smo med postopkom ekstrakcije preprečili oksidacijo Cr(III). Za kontrolo pretvorb kemijskih zvrsti Cr med postopkom ekstrakcije in za točno določitev Cr(VI), s tehniko izotopskega redčenja v masni spektrometriji (ID-ICP-MS), smo v alkalne v ekstrakte dodali dvojni izotopski sledilec obogatenih stabilnih izotopov 50Cr(VI) in 53Cr(III). Točnost analiznega postopka smo preverili z določitvijo Cr(VI) v certificiranem referenčnem materialu CRM 041 (Cr(VI) v tleh) ter s testom, kjer smo k sedimentu pred analizo dodali znano množino Cr(VI) in izmerili izkoristek med dodano in določeno vrednostjo Cr(VI). Razvit analizni postopek je selektiven in občutljiv, z mejami zaznave (LOD) in kvantifikacije (LOQ) 1,25 oziroma 4,0 μg Cr(VI) kg-1. Dosegli smo dobro ponovljivost merjenja (relativni standardni odklon meritev je bil boljši od ± 4,8 %). Uporaba obogatenih izotopskih sledilcev pomembno prispeva k zanesljivosti določanja Cr(VI) v sedimentih in točnosti analiznih rezultatov. Izsledki raziskave so pokazali, da je Cr(VI) v sedimentih reke Save prisoten v zelo nizkih koncentracijah, ki ne predstavljajo nevarnosti za okolje.