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Biochar des produits de déchet agricole se montre pour retirer prometteur des contaminants de pharmaceutiques

Biochar -- une substance comme un charbon de bois effectuée principalement à partir des produits de déchet agricole -- les prises promettent pour retirer les contaminants apparaissants tels que des pharmaceutiques des eaux usées traitées.

C'est la conclusion d'une équipe de recherche qui a entrepris une étude nouvelle qui a évalué et comparé la capacité de biochar dérivé de deux matériaux des instruments aratoires de surplus courants -- rebuts de genièvre de coton et bagasse de guayule -- pour adsorber trois composés pharmaceutiques courants d'une solution aqueuse.

Dans l'adsorption, un matériau, comme un composé pharmaceutique, colle à la surface des des autres, comme la particule biochar solide. Réciproquement, dans l'absorption, un matériau est pris intérieurement dans des des autres ; par exemple, une éponge absorbe l'eau.

Guayule, un arbuste qui se développe dans le sud-ouest aride, si les rebuts pour un des biochars vérifiaient dans la recherche. Plus correctement argentatum appelé de Parthenium, elle a été cultivée comme source de caoutchouc et de latex.

La centrale est hachée à la prise de masse et ses succursales écrasées jusqu'à extraient le latex. Le résidu sec, pulpeux, fibreux qui reste après que des filatures soient écrasées pour extraire le latex est bagasse appelée.

Les résultats sont importants, selon le chercheur Herschel Elliott, professeur d'État de Penn du bureau d'études des instruments aratoires et biologique, université des sciences agronomiques, parce qu'ils expliquent le potentiel pour biochar effectué à partir des déchets agricoles abondants -- cela autrement doit être rejeté -- pour servir de traitement complémentaire bon marché à réduire des contaminants en eaux usées traitées utilisées pour l'irrigation.

« La plupart des stations d'épuration ne sont pas actuel équipées pour retirer les contaminants apparaissants tels que des pharmaceutiques, et si ces composés toxiques peuvent être retirés par des biochars, alors des eaux usées peuvent être réutilisées dans des systèmes d'irrigation, » il a dit. « Qui la réutilisation avantageuse est critique dans les régions telles que le sud-ouest des États-Unis, où un manque de l'eau gêne la production végétale. »

Les composés pharmaceutiques employés dans l'étude pour vérifier si les biochars les adsorberaient de la solution aqueuse étaient : le sulfapyridine, un médicament antibactérien n'a plus prescrit pour la demande de règlement des infections chez l'homme mais utilisé généralement en médecine vétérinaire ; docusate, très utilisé en médicaments comme laxatif et adoucissant de selles ; et érythromycine, un antibiotique employé pour traiter les infections et l'acné.

Les résultats, aujourd'hui publié (16 novembre) dans Biochar, proposent que les biochars effectués à partir des matériaux de déchet agricole pourraient agir en tant que les adsorbants efficaces pour éliminer des pharmaceutiques de l'eau récupérée avant l'irrigation. Cependant, le biochar dérivé des rebuts de genièvre de coton était beaucoup plus efficace.

Dans la recherche, elle 98% adsorbé du docusate, 74% de l'érythromycine et 70% du sulfapyridine dans la solution aqueuse. De comparaison, du biochar dérivé de la bagasse 50% adsorbé de guayule du docusate, de 50% de l'érythromycine et juste de 5% du sulfapyridine.

La recherche a indiqué qu'une augmentation de la température, environ de 650 à environ 1.300 degrés de F du procédé en l'absence d'oxygène de pyrolyse employé pour convertir les matériaux de déchet agricole en biochars, a eu comme conséquence une capacité grand améliorée d'adsorber les composés pharmaceutiques.

La partie la plus novatrice au sujet de la recherche était l'utilisation de la bagasse de guayule parce qu'il n'y a eu aucune étude précédente sur employer ce matériau pour produire biochar pour le démontage des contaminants apparaissants. »

Marlene Ndoun, chercheur de fil et étudiant au doctorat, service du bureau d'études des instruments aratoires et biologique, État de Penn

« Mêmes pour des rebuts de genièvre de coton -- la recherche a été faite sur des voies potentielles de retirer d'autres contaminants, mais c'est la première étude pour employer des rebuts de genièvre de coton particulièrement pour éliminer des pharmaceutiques de l'eau. »

Pour Ndoun, la recherche est davantage que théorique. Il a dit qu'il veut écailler la technologie et effectuer une différence dans le monde. Puisque les rebuts de genièvre de coton sont largement - procurable, même dans les régions les plus pauvres, il croit qu'ils retiennent la promesse pendant qu'une source de biochar de décontaminer l'eau.

« Je suis initialement le Cameroun, et la raison que je suis voici même parce que je recherche des voies de filtrer l'eau dans les communautés moyen-limitées, telles qu'où j'ai grandi, » lui a dit. « Nous pensons si ceci pourrait être écaillé, il serions idéaux pour l'usage dans les pays dans l'Afrique Subsaharienne, où les gens n'ont pas accès au matériel sophistiqué pour épurer leur eau. »

La prochaine opération, Ndoun a expliqué, serait de développer un mélange de matériau biochar capable d'adsorber un large éventail de contaminants de l'eau.

« Au delà de retirer les contaminants apparaissants tels que des pharmaceutiques, je suis intéressé à mélanger les matériaux biochar de sorte que nous ayons les filtres bons marchés capables retirer les contaminants typiques que nous trouvons dans l'eau, telle que les bactéries et la question organique, » ai dit Ndoun.

Source:
Journal reference:

Ndoun, M. C., et al. (2020) Adsorption of pharmaceuticals from aqueous solutions using biochar derived from cotton gin waste and guayule bagasse. Biochar. doi.org/10.1007/s42773-020-00070-2.