Διερεύνηση μηχανισμών απομάκρυνσης εξασθενούς χρωμίου σε ποταμούς

Λειβαδάρος, Δημήτριος; Leivadaros, Dimitrios

dc.contributor.author	Λειβαδάρος, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Leivadaros, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2015-09-03T10:25:17Z
dc.date.available	2016-09-03T02:00:11Z
dc.date.issued	2015-09-03
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/41170
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.12587
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ποτάμι	el
dc.subject	Εξασθενές χρώμιο	el
dc.subject	Χρώμιο	el
dc.subject	Μηχανισμοί	el
dc.subject	Απομάκρυνση	el
dc.subject	Hexavalent	en
dc.subject	River	el
dc.subject	Chromium	el
dc.subject	Reduction	el
dc.subject	Mechanisms	el
dc.title	Διερεύνηση μηχανισμών απομάκρυνσης εξασθενούς χρωμίου σε ποταμούς	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.classification	Περιβαλλοντική Τεχνολογία	el
heal.classification	Υδραυλική	el
heal.language	el
heal.access	free	el
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-03-19
heal.abstract	Το χρώμιο είναι ένα βαρύ μέταλλο το οποίο απαντάται στη φύση σε δυο κυρίως μορφές: την τρισθενή και την εξασθενή, οι οποίες προέρχονται πρωτίστως από βιομηχανικές δραστηριότητες και δευτερευόντως από γηγενή αίτια. Το εξασθενές χρώμιο είναι ισχυρά τοξικό και ιδιαίτερα ευκίνητο στο υδάτινο περιβάλλον με αποτέλεσμα να αποτελεί σοβαρή πηγή κινδύνου για το οικοσύστημα. Στην Ελλάδα και συγκεκριμένα στα επιφανειακά ύδατα της λεκάνης του ποταμού Ασωπού στην περιοχή των Οινοφύτων Βοιωτίας, έχουν ανιχνευτεί υψηλές συγκεντρώσεις εξασθενούς χρωμίου, γεγονός που εγκυμονεί σοβαρούς κινδύνους για τους ανθρώπους και το καταναλωτικό κοινό, καθώς μέρος του νερού χρησιμοποιείται προς άρδευση ή και πόση. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας διερευνώνται οι μηχανισμοί απομάκρυνσης του εξασθενούς χρωμίου στο ποτάμι. Ειδικότερα, πραγματοποιήθηκε λήψη δειγμάτων νερού και ιζήματος από την εξεταζόμενη περιοχή σε 3 διαφορετικές χρονικές στιγμές, τα οποία αφενός δέχτηκαν ανάλυσης στο Εργαστήριο Υγειονομικής Τεχνολογίας και αφετέρου χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή συστημάτων εργαστριακής κλίμακας προς πειραματισμό. Από την ανάλυση των δειγμάτων προέκυψε ότι τα ύδατα που διοχετεύονται μέσω αγωγού ομβρίων στη λεκάνη του ποταμού, φέρουν εξασθενές χρώμιο συγκέντρωσης 4,550mg/L, η οποία ξεπερνά το νομοθετημένο όριο συγκέντρωσης εξασθενούς χρωμίου σε επιφανειακά ύδατα κατά 151 φορές, το οποίο μετά τη μίξη-αραίωση με τα ύδατα του ποταμού και σε σύντομη απόσταση μειώνεται ως και 455 φορές, στα 0,010mg/L που είναι το ανώτερο επιτρεπτό όριο σύμφωνα με τα ποιοτικά περιβαλλοντικά πρότυπα της νομοθεσίας για τη λεκάνη του Ασωπού. Τα πειράματα εργαστηριακής κλίμακας έλαβαν χώρα υπό το καθεστώς αερόβιων και ανοξικών συνθηκών με στόχο να καταγραφεί η μεταβολή της συγκέντρωσης του εξασθενούς χρωμίου και να υπολογιστεί ο ρυθμός απομείωσής του. Τα συστήματα που τέθηκαν σε αυτούς τους πειραματισμούς αποτελούνταν από ίζημα και νερό, με διάφορες εναλλακτικές ως προς το ίζημα και το είδος του νερού, εμποτισμένα με επιπλέον εξασθενές ώστε η αρχική συγκέντρωσή του να κυμαίνεται περί τα 0,300mg/L. Στα αερόβια συστήματα, αυξανομένης της επικρατούσας θερμοκρασίας ο ρυθμός μεταβολής αυξανόταν και αυξανομένης της αρχικής συγκέντρωσης εξασθενούς μειωνόταν. Στα ανοξικά συστήματα ο ρυθμός μεταβολής, αυξανομένης της πειραματικής θερμοκρασίας αυξάνεται και αυξανομένης της συγκέντρωσης του διαλυμένου οξυγόνου μειώνεται, ωστόσο μεταξύ των δυο, καθοριστικότερος παράγοντας επιρροής για τη μεταβολή του Cr(VI) αποδεικνύεται η θερμοκρασία. Σε κάθε περίπτωση η μεταβολή ακολουθούσε εκθετική κατανομή, δείγμα του ότι ο επικρατέστερος υπεύθυνος μηχανισμός για τη μεταβολή του εξασθενούς είναι η βιολογική αναγωγή και σε συμφωνία με τα αποτελέσματα των αποστειρωμένων συστημάτων, τα οποία υπέδειξαν πως ο μηχανισμός της προσρόφησης συμμετέχει στη μεταβολή με μικρότερο ποσοστό. Οι ρυθμοί μεταβολής που επτεύχθησαν στο εργαστήριο, ωστόσο, υπολείπονται του πραγματικού ρυθμού απομείωσης κατά τουλάχιστον 3,5 φορές.	el
heal.abstract	Chromium is a heavy metal which is found in nature under two main shapes: the trivalent and the hexavalent, that come mainly from industrial activity and secondly from terrene causes. Hexavalent chromium is highly toxic and extremely agile in aquatic environment, which makes it a serious threat for the ecosystem. In Greece and specifically in superficial water of river Asopos’ basin in the area of Oinofyta Voiotia, high concentrations of hexavalent chromium have been detected and as a result there is an increased public concern, since part of water is used for irrigation or consumption purposes. The current diploma thesis investigates the mechanisms which are responsible for the removal of hexavalent chromium from the river’s superficial water. Sediment and water sampling took place in three different occasions in the area of study. The samples were first analysed in the Sanitary Engineering Laboratory (S.E.L.) and then used as components of the laboratory systems that went through experimentation. The sample analysis suggested that the rainwater which is canalized through underground constructed pipe to the river’s basin, is contaminated with hexavalent chromium of 4,550mg/L concentration that exceeds the statutory limit about hexavalent chromium in superficial water for about 151 times. However, the hexavalent chromium’s high concentration in the pipe’s rainwater is reduced up to 455 times in short distance, at 0,010mg/L, due to the dilution-mixing of the rainwater with the river’s mainstream water, which is the maximum acceptable level according to the statutory environmental quality standards about Asopos’ basin. The laboratory experiments took place under aerobic and anoxic conditions in order to chart hexavalent chromium’s concentration progress and determine the reduction rate. The systems that went through these experimentations had sediment and water in different variations as their components, and were impregnated with extra hexavalent chromium, so that the initial concentration was about 0,300mg/L. In aerobic systems, the rate of change of hexavalent’s chromium concentration increased as the temperature rised and decreased as the initial concentration increased. In anoxic systems, the rate increased as the temperature increased and decreased as the disolved oxygen increased, however, among the two factors, the most crucial regarding the rate of change proved to be the temperature. In any case, the reduction is expotentially distributed which proves that the main responsible mechanism for chromium’s change is that of biological reduction and that comes into agreement with the sterile systems’ results, which implied that the mechanism of adsorption is responsible for the reduction in a smaller but yet significant role. The rates of change of hexavalent chromium’s concentration that were developed in the laboratory are at least 3,5 times inferior to the analogue river rate.	en
heal.advisorName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μαμάης, Δανιήλ	el
heal.committeeMemberName	Τσουκαλά, Βασιλική	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	171 σ.
heal.fullTextAvailability	true