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Biochar dai prodotti del rifiuto agricolo mostra la promessa per l'eliminazione degli agenti inquinanti dei prodotti farmaceutici

Biochar -- una sostanza del tipo di carbone fatta soprattutto dai prodotti del rifiuto agricolo -- le tenute promettono per l'eliminazione degli agenti inquinanti emergenti quali i prodotti farmaceutici dall'acqua di scarico trattata.

Quella è la conclusione di un gruppo dei ricercatori che hanno intrapreso gli studi novelli che hanno valutato e confrontato l'abilità di biochar derivato da due materiali agricoli rimanenti comuni -- spreco della sgranatrice e bagassa del guayule -- per adsorbire tre composti farmaceutici comuni da una soluzione acquosa.

Nell'adsorbimento, un materiale, come un composto farmaceutico, attacca alla superficie di un altro, come la particella biochar solida. Per contro, nell'assorbimento, un materiale è catturato internamente in un altro; per esempio, una spugna assorbe l'acqua.

Guayule, un arbusto che si sviluppa nel sud-ovest arido, se lo spreco per uno dei biochars provasse nella ricerca. Argentatum più correttamente chiamato di Parthenium, è stato coltivato come sorgente di gomma e del lattice.

L'impianto è tagliato alla terra ed i sui rami schiacciati fino a estraggono il lattice. Il residuo asciutto, polposo, fibroso che rimane dopo che i gambi sono schiacciati per estrarre il lattice è chiamato bagassa.

I risultati sono importanti, secondo il ricercatore Herschel Elliott, professore di Penn State di assistenza tecnica agricola e biologica, istituto universitario delle agronomie, perché dimostrano il potenziale per biochar fatto dai rifiuti agricoli abbondanti -- quello deve essere eliminato altrimenti -- per servire da trattamento supplementare a basso costo per la diminuzione degli agenti inquinanti in acqua di scarico trattata usata per irrigazione.

“La maggior parte dei impianti di depurazione corrente non sono forniti per eliminare gli agenti inquinanti emergenti quali i prodotti farmaceutici e se quei composti tossici possono essere eliminati dai biochars, quindi l'acqua di scarico possono essere riciclati negli impianti di irrigazione,„ ha detto. “Che la riutilizzazione utile è critica nelle regioni quale il sud-ovest degli Stati Uniti, dove una mancanza di acqua ostacola la produzione vegetale.„

I composti farmaceutici utilizzati nello studio per provare se i biochars li avrebbero adsorbiti dalla soluzione acquosa erano: il sulfapyridine, un farmaco antibatterico più non ha prescritto per il trattamento delle infezioni in esseri umani ma comunemente usato in medicina veterinaria; docusate, ampiamente usato nelle medicine come un lassativo ed emolliente delle feci; ed eritromicina, un antibiotico usato per trattare le infezioni ed acne.

I risultati, pubblicati oggi (16 novembre) in Biochar, indicano che i biochars fatti dai materiali riciclati di rifiuto agricolo potrebbero fungere da efficaci adsorbenti per eliminare i prodotti farmaceutici dall'acqua ripresa prima di irrigazione. Tuttavia, il biochar derivato dallo spreco della sgranatrice era molto più efficiente.

Nella ricerca, ha adsorbito 98% del docusate, 74% dell'eritromicina e 70% del sulfapyridine nella soluzione acquosa. Tramite il confronto, il biochar derivato dalla bagassa del guayule ha adsorbito 50% del docusate, 50% dell'eritromicina ed appena 5% del sulfapyridine.

La ricerca ha rivelato che un aumento della temperatura, da circa 650 a circa 1.300 gradi di F nel trattamento senza ossigeno di pirolisi usato per convertire i materiali riciclati di rifiuto agricolo in biochars, ha provocato una capacità notevolmente migliorata di adsorbire i composti farmaceutici.

La parte più innovatrice circa la ricerca era l'uso della bagassa del guayule perché non ci sono stati studi precedenti sul usando quel materiale per produrre biochar per la rimozione degli agenti inquinanti emergenti.„

Marlene Ndoun, ricercatore del cavo e studente di laurea, dipartimento di assistenza tecnica agricola e biologica, Penn State

“Stessi per lo spreco della sgranatrice -- la ricerca è stata effettuata sui modi potenziali eliminare altri agenti inquinanti, ma questo è il primo studio per usare lo spreco della sgranatrice specificamente per eliminare i prodotti farmaceutici dall'acqua.„

Per Ndoun, la ricerca è più di teorica. Ha detto che vuole sottoporre a operazioni di disgaggio sulla tecnologia e fare una differenza nel mondo. Poiché lo spreco della sgranatrice è ampiamente - disponibile, anche nelle regioni più difficili, crede che tenga la promessa mentre una sorgente di biochar decontaminare l'acqua.

“Provengo originalmente dal Camerun e la ragione che sono anche qui è perché sto cercando i modi filtrare l'acqua nelle comunità risorsa-limitate, come dove sono cresciuto,„ lei ha detto. “Pensiamo se questo potesse essere sottoposto a operazioni di disgaggio su, saremmo ideali per uso in paesi in Africa Subsahariana, in cui la gente non ha accesso a materiale di avanguardia per depurare la loro acqua.„

Il punto seguente, Ndoun ha spiegato, sarebbe di sviluppare una miscela di materiale biochar capace di adsorbimento dei una vasta gamma agenti inquinanti dall'acqua.

“Oltre l'eliminazione degli agenti inquinanti emergenti quali i prodotti farmaceutici, sono interessato nel mescolamento dei materiali biochar in modo che abbiamo filtri a basso costo capaci di eliminare gli agenti inquinanti che tipici troviamo in acqua, quali i batteri e la materia organica,„ ho detto 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.