Published September 30, 2022
| Version v1
Publication
Open
Effectiveness of Charcoal Adsorbent in Flue Gas Filters for PCB Reduction in Smoke from Hospital Incinerators
- 1. University of Energy and Natural Resources
- 2. University of Cape Coast
Description
The release of gas-phase polychlorinated biphenyls (PCBs) as one of the persistent organic pollutants (POPs) is an unfortunate result of combustion, especially from medical waste incinerators. This tends to make incinerators unpopular. The idea of a cheaply available air pollution control device fitted to incinerator chimneys can justify the continued use of incinerators. A gas filter unit, consisting of 3 filter beds with activated charcoal as an adsorbent, was designed, constructed, and fitted onto an existing incinerator at a university hospital in Ghana. Flue gas from the incinerator was sampled before and after the filter beds, using cylindrically-shaped mini-polyurethane foam (mini-PUF) samplers, and the analytes in the samples were then Soxhlet-extracted, purified, and analyzed for certain PCBs using the gas chromatography-mass spectrometer (GC-MS) technique. Twelve of the 14 indicators PCBs analyzed in the smoke samples were present, and 11 of them saw mean reductions ranging from 3.67% to 54.9% by the charcoal filter beds. These were PCB 18, PCB 28, PCB 31, PCB 44, PCB 101, PCB 118, PCB 138, PCB149, PCB 153, PCB 170, and PCB180. The gaseous concentrations of PCBs before filtration ranged from 0.0000788 ng/m3 for PCB 180 to 0.00129 ng/m3 for PCB 153. After the filtration by the charcoal adsorbent, they ranged from 0.00003734 ng/m3 for PCB 170 to 0.00112016 ng/m3 for PCB 153. The highest mean reduction of 54.9% came from the homologue, PCB 180, whilst the homologue with a dioxin-like character (PCB 118) saw a 22.44% reduction. This suggests that dioxins and other dioxin-like compounds are most likely adsorbed by the charcoal adsorbent. This gas filter unit should further be investigated for its effectiveness at removing other dioxin-like PCBs, dioxins, and furanes and for testing the effectiveness of thermophilic bacterial strains that can further metabolize these POPs into less harmful products.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
إن إطلاق ثنائي الفينيل متعدد الكلور في الطور الغازي (PCBs) كأحد الملوثات العضوية الثابتة (POPs) هو نتيجة مؤسفة للاحتراق، خاصة من محارق النفايات الطبية. وهذا يجعل المحارق لا تحظى بشعبية. يمكن لفكرة تركيب جهاز للتحكم في تلوث الهواء رخيص التكلفة في مداخن المحارق أن تبرر استمرار استخدام المحارق. تم تصميم وبناء وتركيب وحدة تصفية الغاز، التي تتكون من 3 طبقات تصفية مع الفحم المنشط كمادة ماصة، على محرقة موجودة في مستشفى جامعي في غانا. تم أخذ عينات من غاز المداخن من المحرقة قبل وبعد طبقات المرشح، باستخدام أجهزة أخذ العينات من رغوة البولي يوريثان المصغرة على شكل أسطواني (Mini - PUF)، ثم تم استخراج نواتج التحليل في العينات Soxhlet - استخراج وتنقيتها وتحليلها لبعض مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام تقنية مطياف الغاز الكروماتوغرافي (GC - MS). كان هناك اثنا عشر مؤشرًا من أصل 14 مؤشرًا تم تحليلها في عينات الدخان، وشهد 11 منها انخفاضًا متوسطًا يتراوح بين 3.67 ٪ إلى 54.9 ٪ بواسطة أسرة ترشيح الفحم. كانت هذه هي PCB 18 و PCB 28 و PCB 31 و PCB 44 و PCB 101 و PCB 118 و PCB 138 و PCB 149 و PCB 153 و PCB 170 و PCB 180. وتراوحت التركيزات الغازية لثنائي الفينيل متعدد الكلور قبل الترشيح من 0.0000788 نانوغرام/م 3 لثنائي الفينيل متعدد الكلور 180 إلى 0.00129 نانوغرام/م 3 لثنائي الفينيل متعدد الكلور 153. بعد الترشيح بواسطة مادة ماصة للفحم، تراوحت من 0.00003734 نانوغرام/م 3 لثنائي الفينيل متعدد الكلور 170 إلى 0.00112016 نانوغرام/م 3 لثنائي الفينيل متعدد الكلور 153. جاء أعلى متوسط انخفاض بنسبة 54.9 ٪ من المتجانس، PCB 180، في حين أن المتجانس ذو الطابع الشبيه بالديوكسين (PCB 118) شهد انخفاضًا بنسبة 22.44 ٪. يشير هذا إلى أن الديوكسينات والمركبات الأخرى الشبيهة بالديوكسين يتم امتصاصها على الأرجح بواسطة المادة الممتزة للفحم. يجب إجراء مزيد من التحقيق في وحدة فلتر الغاز هذه لفعاليتها في إزالة مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور والديوكسينات والفورانات الأخرى الشبيهة بالديوكسين واختبار فعالية السلالات البكتيرية المحبة للحرارة التي يمكن أن تزيد من استقلاب هذه الملوثات العضوية الثابتة إلى منتجات أقل ضررًا.Translated Description (French)
Le rejet de polychlorobiphényles (PCB) en phase gazeuse comme l'un des polluants organiques persistants (POP) est un résultat regrettable de la combustion, en particulier des incinérateurs de déchets médicaux. Cela tend à rendre les incinérateurs impopulaires. L'idée d'un dispositif de contrôle de la pollution de l'air à moindre coût installé sur les cheminées des incinérateurs peut justifier la poursuite de l'utilisation des incinérateurs. Une unité de filtre à gaz, composée de 3 lits filtrants avec du charbon actif comme adsorbant, a été conçue, construite et installée sur un incinérateur existant dans un hôpital universitaire au Ghana. Les gaz de combustion de l'incinérateur ont été échantillonnés avant et après les lits filtrants, à l'aide de mini-échantillonneurs de mousse de polyuréthane (mini-PUF) de forme cylindrique, et les analytes dans les échantillons ont ensuite été extraits par Soxhlet, purifiés et analysés pour certains PCB à l'aide de la technique de chromatographie en phase gazeuse-spectromètre de masse (GC-MS). Douze des 14 indicateurs PCB analysés dans les échantillons de fumée étaient présents, et 11 d'entre eux ont vu des réductions moyennes allant de 3,67% à 54,9% par les lits filtrants à charbon. Il s'agissait des PCB 18, PCB 28, PCB 31, PCB 44, PCB 101, PCB 118, PCB 138, PCB149, PCB 153, PCB 170 et PCB180. Les concentrations gazeuses de PCB avant filtration variaient de 0,0000788 ng/m3 pour le PCB 180 à 0,00129 ng/m3 pour le PCB 153. Après la filtration par l'adsorbant au charbon, ils variaient de 0,00003734 ng/m3 pour le PCB 170 à 0,00112016 ng/m3 pour le PCB 153. La réduction moyenne la plus élevée de 54,9 % provenait de l'homologue, le PCB 180, tandis que l'homologue à caractère de type dioxine (PCB 118) a connu une réduction de 22,44 %. Cela suggère que les dioxines et autres composés de type dioxine sont très probablement adsorbés par l'adsorbant de charbon de bois. Cette unité de filtre à gaz devrait être étudiée plus avant pour son efficacité à éliminer d'autres PCB, dioxines et furanes de type dioxine et pour tester l'efficacité des souches bactériennes thermophiles qui peuvent métaboliser davantage ces POP en produits moins nocifs.Translated Description (Spanish)
La liberación de bifenilos policlorados (PCB) en fase gaseosa como uno de los contaminantes orgánicos persistentes (COP) es un resultado desafortunado de la combustión, especialmente de los incineradores de desechos médicos. Esto tiende a hacer que los incineradores sean impopulares. La idea de un dispositivo de control de la contaminación del aire de bajo costo instalado en las chimeneas de los incineradores puede justificar el uso continuado de los incineradores. Se diseñó, construyó e instaló una unidad de filtro de gas, que consta de 3 lechos de filtro con carbón activado como adsorbente, en un incinerador existente en un hospital universitario de Ghana. El gas de combustión del incinerador se muestreó antes y después de los lechos de filtro, utilizando muestreadores de espuma de mini-poliuretano de forma cilíndrica (mini-PUF), y los analitos en las muestras se extrajeron en Soxhlet, se purificaron y se analizaron para determinar ciertos PCB utilizando la técnica de cromatografía de gases-espectrómetro de masas (GC-MS). Doce de los 14 indicadores de PCB analizados en las muestras de humo estaban presentes, y 11 de ellos experimentaron reducciones medias que oscilaron entre el 3,67% y el 54,9% en los lechos de filtro de carbón. Estos fueron PCB 18, PCB 28, PCB 31, PCB 44, PCB 101, PCB 118, PCB 138, PCB149, PCB 153, PCB 170 y PCB180. Las concentraciones gaseosas de PCB antes de la filtración oscilaron entre 0.0000788 ng/m3 para PCB 180 y 0.00129 ng/m3 para PCB 153. Después de la filtración por el adsorbente de carbón, oscilaron entre 0,00003734 ng/m3 para PCB 170 y 0,00112016 ng/m3 para PCB 153. La mayor reducción media del 54,9% provino del homólogo, PCB 180, mientras que el homólogo con un carácter similar a las dioxinas (PCB 118) experimentó una reducción del 22,44%. Esto sugiere que lo más probable es que las dioxinas y otros compuestos similares a las dioxinas sean adsorbidos por el adsorbente de carbón vegetal. Esta unidad de filtro de gas debe investigarse más a fondo por su eficacia para eliminar otros PCB, dioxinas y furanos similares a las dioxinas y para probar la eficacia de las cepas bacterianas termófilas que pueden metabolizar aún más estos COP en productos menos dañinos.Files
5253467.pdf.pdf
Files
(15.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:395576122d0709d76ad23245ce0a4e57
|
15.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- فعالية ماصة الفحم في مرشحات غاز المداخن للحد من ثنائي الفينيل متعدد الكلور في الدخان من محارق المستشفيات
- Translated title (French)
- Efficacité de l'adsorbant de charbon dans les filtres à gaz de combustion pour la réduction des PCB dans la fumée des incinérateurs hospitaliers
- Translated title (Spanish)
- Eficacia del adsorbente de carbón en los filtros de gases de combustión para la reducción de PCB en el humo de los incineradores hospitalarios
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4298091727
- DOI
- 10.1155/2022/5253467
References
- https://openalex.org/W1578666414
- https://openalex.org/W1979421910
- https://openalex.org/W2016066725
- https://openalex.org/W2029341928
- https://openalex.org/W2040332718
- https://openalex.org/W2046572454
- https://openalex.org/W2081099736
- https://openalex.org/W2110320049
- https://openalex.org/W2792704222
- https://openalex.org/W2799973544
- https://openalex.org/W3010109950
- https://openalex.org/W3129170814
- https://openalex.org/W4229783944
- https://openalex.org/W4233497237