Photolysis of 2,4,6-trinitrotoluene in seawater and estuary water: Impact of pH, temperature, salinity, and dissolved organic matter

Abstract

The influence of salinity, pH, temperature, and dissolved organic matter on the photolysis rate of 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) in marine, estuary, and laboratory-prepared waters was studied using a Suntest CPS+® solar simulator equipped with optical filters. TNT degradation rates were determined using HPLC analysis, and products were identified using LC/MS. Minimal or no TNT photolysis occurred under a 395-nm long pass filter, but under a 295-nm filter, first-order TNT degradation rate constants and apparent quantum yields increased with increasing salinity in both natural and artificial seawater. TNT rate constants increased slightly with increasing temperature (10 to 32°C) but did not change significantly with pH (6.4 to 8.1). The addition of dissolved organic matter (up to 5mg/L) to ultrapure water, artificial seawater, and natural seawater increased the TNT photolysis rate constant. Products formed by TNT photolysis in natural seawater were determined to be 2,4,6-trinitrobenzaldehyde, 1,3,5-trinitrobenzene, 2,4,6-trinitrobenzoic acid, and 2-amino-4,6-dinitrobenzoic acid.

Impact of TNT explosive and its degradation products on the environment

“…bog dugotrajne i široko rasprostranjene upotrebe municije u vojne i civilne svrhe, eksplozivna jedinjenja kontaminiraju velike delove većine kontinenata [6]. Prvi i Drugi svetski rat su za sobom ostavili velike količine nebezbedne i zastarele municije, i čak 8 zemalja se usaglasilo da ima ovaj problem [2, 6,11,20]. oncentracija T T-a u vrućim tačkama" kontaminiranog tla može biti 50gkg -1 tla, sa najvišim nivoima kontaminacije TNT-a direktno lociranim na ili blizu površine zemljišta [11].…”

“…T T može ostati nerazgradiv dug vremenski period kao čvrsta supstanca ili se može rastvoriti u podzemnim vodama. Zbog toksičnosti, mutagenosti i teratogenosti ovog jedinjenja prema mnogim organizmima, ono predstavlja ozbiljan i rasprostranjen ekološki problem, kao i pretnju ljudskom zdravlju [7][8][9][10]12,20,21]. Odlaganje otpada iz municije je skup proces koji obično zahteva iskopavanje kontaminiranog materijala, odlaganje na određenim deponijama ili korištenje različitih metoda da bi došlo do finalne dekontaminacije [7].…”

“…Pojedine fabrike za proizvodnju TNT-a preko otpadnih "crvenih" voda iz procesa dobijanja mogu da proizvedu preko 1,8 M L otpadnih voda dnevno [2,17]. TNT i njegovi proizvodi transformacije ulaze u morsko i estuarsko okruženje preko odvoda iz ovih postrojenja [20].…”

“…straživanja Luning Prak i sar. [20] su nastojala da utvrde uticaj saliniteta, pH, temperature i rastvorene organske materije na brzinu fotolize 2,4,6-trinitrotoluena u morskim, estuarnim i laboratorijskim vodama i da izoluju i potvrde prisustvo nekih proizvoda formiranih u morskim vodama. Vode su bile različitih pH vrednosti od ,4 do 8,1 i temperature 10 do 32 °C .…”

“…Povećanjem saliniteta vode povećana je konstanta brzine fotolize prvog reda, kao i prinos. Dodavanje rastvorene organske materije do 5 mg/L do ultra čiste vode, veštačke morske vode i prirodne morske vode poboljšalo je fotolizu T T-a i povećalo konstantu brzine [20].…”