農(nóng)業(yè)廢棄物中的生物炭可以吸收廢水中的污染物

（2020.11.17 生物幫）

賓夕法尼亞大學(xué)公園-生物炭-一種主要由農(nóng)業(yè)廢物制成的類木炭物質(zhì)-有望從處理后的廢水中去除新興污染物，例如藥品。

這是一組研究人員得出的結(jié)論，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一項(xiàng)新穎的研究，評估并比較了從兩種常見的剩余農(nóng)業(yè)原料（軋花軋棉廢料和愈創(chuàng)木瓜蔗渣）中提取的生物炭從水溶液中吸附三種常見藥物的能力。在吸附過程中，一種材料（例如藥物化合物）會粘附到另一種表面（例如固體生物炭顆粒）上。相反，在吸收中，一種材料在內(nèi)部被吸收到另一種材料中。例如，海綿吸水。

瓜尤勒（Guayule）是一種生長在干旱西南地區(qū)的灌木，為研究中測試的一種生物炭提供了廢物。更合適的稱呼為Parthenium argentatum，它已被用作橡膠和乳膠的來源。將植物切碎，將其樹枝搗碎以提取乳膠。莖被粉碎提取乳膠后殘留的干燥，紙漿狀纖維殘留物稱為甘蔗渣。

根據(jù)賓夕法尼亞大學(xué)農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院農(nóng)業(yè)和生物工程學(xué)州立大學(xué)的研究員Herschel Elliott所說的結(jié)果很重要，因?yàn)樗鼈冏C明了由大量農(nóng)業(yè)廢料制成的生物炭的潛力-否則必須將其丟棄-用作一種低成本的附加處理，用于減少灌溉中處理過的廢水中的污染物。

他說：“大多數(shù)污水處理廠目前沒有配備去除藥物等新興污染物的設(shè)備，如果這些有毒化合物可以通過生物炭去除，那么廢水可以在灌溉系統(tǒng)中循環(huán)利用。”“有益的再利用在美國西南部等地區(qū)至關(guān)重要，那里缺水阻礙了農(nóng)作物的生產(chǎn)?！?/p>

研究中用于測試生物炭是否能從水溶液中吸收的藥物化合物為：磺胺吡啶，一種不再被指定用于治療人類感染的抗菌藥物，但通常用于獸醫(yī)學(xué);多庫酯，廣泛用于藥物中作為瀉藥和大便軟化劑;紅霉素，一種用于治療感染和痤瘡的抗生素。

該結(jié)果今天（11月16日）發(fā)表在Biochar上，表明由農(nóng)業(yè)廢料制成的生物炭可作為有效的吸附劑，在灌溉前從再生水中去除藥物。但是，源自軋花廢料的生物炭效率更高。

在研究中，它在水溶液中吸附了98%的多庫酯，74%的紅霉素和70%的磺胺吡啶。相比之下，源自愈創(chuàng)木瓜蔗渣的生物炭吸收了50%的多庫酯，50%的紅霉素和僅5%的磺胺吡啶。

研究表明，在用于將農(nóng)業(yè)廢料轉(zhuǎn)化為生物炭的無氧熱解過程中，溫度從大約650華氏度升高到大約1300華氏度，從而大大提高了吸附藥物化合物的能力。

賓夕法尼亞州立大學(xué)博士研究生首席研究員Marlene Ndoun說：“這項(xiàng)研究中最具創(chuàng)新性的部分是使用了愈創(chuàng)木瓜蔗渣，因?yàn)橐郧皼]有關(guān)于使用這種材料生產(chǎn)生物炭來去除新興污染物的研究?！鞭r(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)院?！芭c軋花廢料相同—已經(jīng)對去除其他污染物的潛在方法進(jìn)行了研究，但這是首次使用軋花廢料專門從水中去除藥物的研究。”

對于Ndoun而言，研究不僅僅是理論上的。她說她想擴(kuò)大技術(shù)規(guī)模并在世界上有所作為。因?yàn)榧词乖谧钬毟F的地區(qū)也可以廣泛使用軋棉廢料，所以她認(rèn)為，將軋棉廢料作為凈化水中水的生物炭來源具有廣闊的前景。