EFFETTO DI RETRO-RIDUZIONE SULLE REAZIONI DI DEGRADAZIONE DEL TRICLOSAN PROMOSSE DAGLI STATI ECCITATI DI TRIPLETTO DELLA CDOM E DALLA FOTOLISI DIRETTA

The aim of this work is to investigate the effect of the back-reduction process triggered by the antioxidant moieties present in dissolved organic matter, on the triplet-sensitized photodegradation of triclosan and on its direct photolysis. Triclosan is an organic pollutant of emerging concern, which belongs to the Personal Care Products class. It is an antimicrobial compound that is highly used in many common household products, such as toothpaste, detergents, liquid and bar soaps, skin care creams and lotions. As a high-volume household chemical, triclosan is often found in wastewater and, as a consequence, in wastewater treatment plants (WWTPs) and it is ubiquitously spread in surface waters as well. WWTPs do not achieve total removal, thus triclosan is detected in rivers and streams with concentrations as high as 8·109 mol L1. Experiments were conducted using phenol and 4-methoxyphenol (hereinafter generically indicated as PhOH) as model antioxidants because, compared with other antioxidants, they undergo minor reactions with excited triplet states, thereby minimizing their consumption. Therefore, PhOH are quite suitable to highlight the back-reduction phenomenon. The concentration [PhOH]½ (at which the back-reducible, triplet-sensitized degradation rate of triclosan is halved compared to the rate observed in the absence of PhOH) was calculated as a measure of the back-reduction effect. Indeed, [PhOH]½ measures the antioxidant potential of the added organic matter (PhOH in the present case) and, the lower is [PhOH]½, the higher is the relevant effect.

Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato quello di studiare l'effetto di retro-riduzione, causato da alcune frazioni antiossidanti presenti nella materia organica disciolta, sulle reazioni di degradazione del triclosan promosse dagli stati eccitati di tripletto della CDOM (3CDOM*) e dalla fotolisi diretta. Il triclosan è un inquinante organico di interesse emergente che fa parte della categoria dei POPs (Personal Care Products). Si tratta di un agente antimicrobico e conservante, utilizzato nei prodotti per la cura personale come dentifrici, detergenti, saponi, shampoo, creme e lozioni per la pelle. Essendo un additivo utilizzato in molti prodotti di consumo, il TCS si trova spesso nelle acque reflue e, di conseguenza, nei relativi impianti di trattamento in cui, sfortunatamente, non si riesce ad ottenere la sua completa rimozione. Per questo motivo, il TCS è stato rilevato in traccia nei corsi d'acqua con concentrazioni anche di 8·109 mol L1. Gli esperimenti relativi al lavoro di tesi sono stati condotti utilizzando il fenolo ed il 4-metossifenolo (qui di seguito indicati genericamente come PhOH) come antiossidanti modello perché, se confrontati con altri antiossidanti, minimizzano il consumo diretto di 3CDOM*. Tale consumo potrebbe simulare il fenomeno della retro-riduzione e, minimizzandolo, è possibile evidenziare meglio quest'ultima. Per misurare l'effetto di retro-riduzione è stata calcolata la concentrazione [PhOH]½, vale a dire la concentrazione di PhOH necessaria per ridurre la costante di velocità di reazione osservata a metà del valore che si osserva in assenza di PhOH. Minore è [PhOH]½, maggiore è l'effetto di inibizione della reazione di ossidazione. Infine, è stato svolto un lavoro di tipo compilativo sull'applicazione della Teoria di Marcus al processo di retro-riduzione, indotto dal fenolo durante la reazione di fotodegradazione di alcune aniline promossa dagli stati eccitati 3CDOM*.