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Biochar dos restos da produção agrícolas mostra a promessa para remover os contaminadores dos fármacos

Biochar -- a carvão-como a substância feita primeiramente dos restos da produção agrícolas -- as posses prometem removendo os contaminadores emergentes tais como fármacos das águas residuais tratadas.

Aquela é a conclusão de uma equipe dos pesquisadores que conduziram um estudo novo que avaliasse e comparasse a capacidade de biochar derivado de dois materiais agrícolas restantes comuns -- desperdício da gim de algodão e bagaço do guayule -- para fixar três compostos farmacêuticos comuns de uma solução aquosa.

Na adsorção, um material, como um composto farmacêutico, cola à superfície de outro, como a partícula biochar contínua. Inversamente, na absorção, um material é tomado internamente em outro; por exemplo, uma esponja absorve a água.

Guayule, um arbusto que cresça no sudoeste árido, desde que o desperdício para um dos biochars testou na pesquisa. Argentatum mais correctamente chamado de Parthenium, foi cultivado como uma fonte de borracha e de látex.

A planta é desbastada à terra e seus ramos triturados até extraem o látex. O resíduo seco, polpudo, fibroso que permanece depois que as hastes são esmagadas para extrair o látex é chamado bagaço.

Os resultados são importantes, de acordo com o pesquisador Herschel Elliott, professor de Penn State da engenharia agrícola e biológica, faculdade de ciências agrícolas, porque demonstram o potencial para biochar feito dos desperdícios agrícolas abundantes -- isso de outra maneira deve ser dispor -- para servir como um tratamento adicional barato para reduzir contaminadores nas águas residuais tratadas usadas para a irrigação.

“A maioria de plantas de tratamento de esgotos não são equipadas actualmente para remover os contaminadores emergentes tais como fármacos, e se aqueles compostos tóxicos podem ser removidos por biochars, a seguir águas residuais podem ser recicl em sistemas de irrigação,” disse. “Que reusar benéfico é crítico nas regiões tais como o sudoeste dos E.U., onde uma falta da água impede a produção vegetal.”

Os compostos farmacêuticos usados no estudo para testar se os biochars os fixariam da solução aquosa eram: o sulfapyridine, uma medicamentação anti-bacteriana já não prescreveu para o tratamento das infecções nos seres humanos mas de uso geral na medicina veterinária; docusate, amplamente utilizado nas medicinas como um laxante e um emoliente do tamborete; e eritromicina, um antibiótico usado para tratar infecções e acne.

Os resultados, publicados hoje (16 de novembro) em Biochar, sugerem que os biochars feitos dos materiais waste agrícolas poderiam actuar porque os adsorventes eficazes para remover os fármacos da água recuperada antes da irrigação. Contudo, o biochar derivado do desperdício da gim de algodão era muito mais eficiente.

Na pesquisa, fixou 98% do docusate, 74% da eritromicina e 70% do sulfapyridine na solução aquosa. Pela comparação, o biochar derivado do bagaço do guayule fixou 50% do docusate, 50% da eritromicina e apenas 5% do sulfapyridine.

A pesquisa revelou que um aumento da temperatura, de aproximadamente 650 a aproximadamente 1.300 graus de F no processo oxigênio-livre da pirólise usado para converter os materiais waste agrícolas aos biochars, conduziu a uma capacidade extremamente aumentada fixar os compostos farmacêuticos.

A parte a mais inovativa sobre a pesquisa era o uso do bagaço do guayule porque não houve nenhum estudo precedente em usar esse material para produzir biochar para a remoção de contaminadores emergentes.”

Marlene Ndoun, pesquisador do chumbo e estudante doutoral, departamento da engenharia agrícola e biológica, Penn State

“Mesmos para o desperdício da gim de algodão -- a pesquisa foi feita sobre maneiras potenciais de remover outros contaminadores, mas este é o primeiro estudo para usar especificamente o desperdício da gim de algodão para remover os fármacos da água.”

Para Ndoun, a pesquisa é mais do que teórica. Disse que quer escalar acima a tecnologia e fazer uma diferença no mundo. Porque o desperdício da gim de algodão é amplamente disponível, mesmo nas regiões as mais deficientes, acredita que mantem a promessa enquanto uma fonte de biochar de descontaminar a água.

“Eu sou originalmente de República dos Camarões, e a razão que eu sou mesmo está aqui porque eu estou procurando maneiras de filtrar a água nas comunidades recurso-limitadas, tais como onde eu cresci acima,” ela disse. “Nós pensamos se este poderia ser escalado acima, ele seríamos ideais para o uso nos países em África subsariana, onde os povos não têm o acesso a equipamento sofisticado para refinar sua água.”

O passo seguinte, Ndoun explicou, foi desenvolver uma mistura do material biochar capaz de fixar uma vasta gama de contaminadores da água.

“Além de remover os contaminadores emergentes tais como fármacos, eu estou interessado em misturar materiais biochar de modo que nós tenhamos os filtros baratos capazes de remover os contaminadores que típicos nós encontramos na água, tal como as bactérias e a matéria orgânica,” disse 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.