TY  - THES
U1  - Dissertation / Habilitation
A1  - Banaschik, Robert
T1  - Potential of Pulsed Corona Discharges Generated in Water for the Degradation of Recalcitrant Pharmaceutical  Residues and for Water Disinfection
N2  - Pharmaceutical residues are found in increasing concentrations in the environment and in potable water where they have verifiable effects on aquatic life. Conventional methods for water treatment are not able to sufficiently abate these generally stable compounds. It was found that physical plasma generated directly in water can degrade several of these recalcitrant organic pollutants. Studies on the basic plasma chemical processes for the model system of phenol showed that the degradation is primarily caused by hydroxyl radicals. This was confirmed by reaction chemistry and spin trap enhanced electron paramagnetic resonance spectroscopy (EPR). The degradation of diclofenac and its by-products were investigated in detail to perform a first risk-assessment of the new technology. Findings are not limited to the application of plasma but applicable to other advanced oxidation processes (AOP) that are based on the generation of hydroxyl radicals as well. Additionally, pulsed corona plasma and pulsed electric fields were assessed for their capacity to kill Legionella pneumophila in water. Whereas it was possible to kill L. Pneumophila with both methods, plasma treatment resulted in an enhanced bacterial killing. Therefore, advanced oxidation processes (AOP) and plasma treatment in particular are some of the few feasible approaches to decompose recalcitrant compounds in water.
N2  - Schwer abbaubare pharmazeutische Rückstände werden in zunehmenden Konzentrationen in Umwelt und Trinkwasser gefunden, wo sie einen nachweisbaren Effekt auf das aquatische System haben. Konventionelle Methoden sind derzeit nicht in der Lage die, zumeist sehr stabilen, Substanzen zufriedenstellend abzubauen. Es konnte gezeigt werden, dass physikalisches Plasma, welches direkt in Wasser generiert wird, eine Vielzahl dieser stabilen Substanzen abzubauen vermag. Untersuchungen zu den grundlegenden chemischen Prozessen anhand der Modellsubstanz Phenol als auch der spin trap enhanced electron paramagnetic resonance Spektroskopie (EPR) zeigen, dass der Abbau pharmazeutischer Stoffe vorrangig durch Hydroxylradikale erfolgt. Am Abbau von Diclofenac und der gefundenen Spaltprodukte erfolgte eine erste Risikobewertung dieser neuen Technologie. Die Ergebnisse dieser Bewertung sind dabei nicht nur auf physikalische Plasmen beschränkt, sondern lassen sich auch auf andere fortgeschrittenen Oxidationsprozesse (AOP) übertragen, die auf der Generierung von Hydroxylradikalen basieren. Zusätzlich wurde Plasma hinsichtlich seiner Effekte auf die Entkeimung von Legionella pneumophila in Trinkwasser untersucht; als Vergleichsmethode diente der Einsatz von gepulsten elektrischen Feldern. Beide Methoden waren in der Lage L. pneumophila abzutöten, wobei Plasma einen stärkeren antimikrobiellen Effekt auf die Bakterien zeigen konnte. Die Plasmabehandlungen im Speziellen stellt somit eine der wenigen praktischen Ansätze zum Abbau pharmazeutischer Rückstände und der Behandlung mikrobiell belasteter Abwasser dar.
KW  - Hydroxyl
KW  - Atmosphärendruckplasma
KW  - Arzneimittelrückstand
KW  - Wasseraufbereitung
KW  - Plasmachemie
KW  - advanced oxidation processes
KW  - Hydroxylradikale
KW  - Diclofenac
KW  - Legionellen
KW  - advanced oxidation processes
KW  - hydroxyl radicals
KW  - diclofenac
KW  - Legionella
Y2  - 2017
U6  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-002945-2
UN  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-002945-2
ER  -