农业废弃物中的生物炭可以吸收废水中的污染物

宾夕法尼亚大学公园——生物炭——一种主要由农业废弃物制成的类似木炭的物质——有望从处理过的废水中去除新兴污染物，如药物。

这是一群研究者的结论。该团队进行了一项新的研究，以评估和比较从两种常见的剩余农业原料(轧棉废料和愈创木木瓜甘蔗渣)中提取的生物炭从水溶液中吸附三种常见药物的能力。在吸附过程中，一种物质(如药物化合物)会附着在另一种表面(如固体生物炭颗粒)。相反，在吸收中，一种物质在内部被另一种物质吸收。例如，海绵吸水。

银胶菊是生长在中国西南干旱地区的一种灌木，这为研究中测试的生物炭提供了废物。它更好地被称为银胶菊，已被用作橡胶和乳胶的来源。切碎植物并捣碎它们的枝条以提取乳汁。从粉碎的茎秆中提取胶乳后的干燥残渣，类似纸浆的纤维残渣被称为甘蔗渣。

根据宾夕法尼亚大学农业科学学院农业和生物工程州立大学研究员Herschel Elliott的说法，这些结果很重要，因为它们证明了由大量农业废物制成的生物炭的潜力——否则它必须被丢弃——作为一种低成本的额外处理，以减少灌溉废水中的污染物。

他说：“大多数污水处理厂目前没有配备设备来去除新兴污染物，如药物。如果这些有毒化合物可以被生物炭去除，那么废水就可以在灌溉系统中循环利用。”“在美国西南部等地区，有益的再利用至关重要，那里缺水阻碍了农作物的生产。”

在这项研究中，用于测试生物炭是否能从水溶液中吸收的药物化合物是磺胺吡啶，这是一种不再被指定用于治疗人类感染的抗菌药物，但通常用于兽医；聚酯，在医学上广泛用作泻药和大便软化剂；红霉素，一种用于治疗感染和痤疮的抗生素。

研究结果今天(11月16日)发表在《生物炭》杂志上，表明农业废弃物制成的生物炭可以作为有效的吸附剂，在灌溉前去除再生水中的药物。然而，从轧棉废料中提取生物炭效率更高。

在研究中，它吸附了水溶液中98%的聚葡萄糖、74%的红霉素和70%的磺胺吡啶。相比之下，来自愈创木蔗渣的生物炭吸收了50%的聚酯酯、50%的红霉素和仅5%的磺胺吡啶。

研究表明，在农业废弃物转化为生物炭的厌氧热解过程中，温度从650华氏度左右上升到1300华氏度左右，大大提高了吸附药物化合物的能力。

宾夕法尼亚州立大学博士生首席研究员马琳恩东(Marlene Ndoun)说：“这项研究最具创新性的部分是使用愈创木酚木瓜甘蔗渣，因为之前没有研究过使用这种材料生产生物炭来去除新兴污染物。”农业和生物工程学院。“与轧棉废料相同——已经研究了去除其他污染物的潜在方法，但这是轧棉废料首次用于专门去除水中的药物。”

对恩东来说，这项研究不仅仅是理论性的。她说她想扩大技术的规模，在世界上有所作为。因为轧棉废料即使在最贫穷的地区也能被广泛利用，她认为轧棉废料作为净化水的生物碳来源具有广阔的前景。

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