Возможности использования сухого порошка Vossia cuspidata (Roxb.) Griff. Корневища и листья обработаны красителем метиленовым синим

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 11073 (2023) Цитировать эту статью

327 Доступов

4 Альтметрика

Подробности о метриках

Фиторемедиация — перспективный, экономически эффективный и экологически чистый процесс очистки сточных вод. Здесь представлены сухие биомассы Vossia cuspidata (Roxb.) Griff. листья (PL) и корневища, включая воздушные стебли (PR), использовались для эффективного восстановления красителей метиленового синего (MB). Интересно, что эффективность адсорбции и удаления MB с помощью PR была выше, чем у PL; превышая 97 и 91% через 35 и 25 мин для 0,1 и 0,4 г/л МБ соответственно. Диффузия МБ внутри ФЛ и ПР была незначительной, а кинетика адсорбции в основном контролировалась взаимодействием поверхности МБ с адсорбентом, что последовательно подтверждается кинетической моделью псевдовторого порядка. Кроме того, адсорбция быстро возрастала при увеличении дозировки растений и сильно зависела от начальной концентрации МБ. Более того, влияние скорости встряхивания на адсорбцию было незначительным, но решающую роль играла температура: самая высокая эффективность была зафиксирована при 30 и 40 °C для PL (91,9%) и PR (93,3%) соответственно. Наилучшая эффективность удаления была достигнута при использовании PR при pH 6, а при использовании PL при pH 8. Изотерма Темкина могла идеально моделировать экспериментальные данные (R2 > 0,97); что позволяет предположить линейное уменьшение теплоты адсорбции МБ по мере покрытия растения.

Согласно Докладу Организации Объединенных Наций о мировом водном развитии за 2020 год, около 4 миллиардов человек испытывают острую физическую нехватку воды в течение как минимум 1 месяца в году1,2. Ожидается, что это число будет быстро увеличиваться по мере того, как рост населения достигнет 10,2 миллиарда человек в 2050 году3. нехватка или нехватка воды, из которых 1,2 миллиарда человек — примерно одна шестая населения мира — проживают в сельскохозяйственных районах с острой нехваткой воды4. Следовательно, следует предложить различные планы по очистке сточных вод, особенно с очистных сооружений. Загрязнение окружающей среды красителями является глобальной проблемой, требующей большего внимания для здоровой окружающей среды. Загрязнение красителями оказывает опасное воздействие на все живые организмы и, в зависимости от экосистемы, может дополнительно повлиять на фотосинтез и пищевые цепи5. Как правило, красители чрезвычайно токсичны и канцерогенны, а также подвержены естественному разложению6. К сожалению, эти загрязнители широко используются в значительных количествах в текстильной, косметической, пищевой, фармацевтической, бумажной и кожевенной промышленности. Ежегодное производство красителей в мире составляет более 700 тысяч тонн. Около 2% из них выбрасываются непосредственно с производственных предприятий в сточные воды, и примерно 10% красителей теряются в процессе красильного производства7,8,9,10. Выброс этих красителей в экосистему вызывает нежелательную нагрузку на окружающую среду11,12,13,14.

Метиленовый синий (МБ, также известный как хлорид метилтиониния) — одно из наиболее распространенных веществ, широко применяемое в красильной промышленности. Присутствие этого красителя даже в низких концентрациях вызывает нежелательную окраску водной экосистемы. Удаление (MB) с использованием некоторых натуральных сырьевых материалов, таких как рисовая шелуха, волосы и семена гуавы, изучалось несколькими группами15,16. Однако управление этим загрязнителем по-прежнему остается растущей проблемой, требующей разработки новых технологий, апеллирующих к проблемам повышения экологической ценности17. Среди недавних методов обесцвечивания сточных вод, содержащих красители, удаление посредством адсорбции на специфических адсорбентах оказалось весьма перспективным с экологической точки зрения18. Несмотря на большое разнообразие сорбентов в литературе, биомасса, полученная из сельскохозяйственных отходов или растительных остатков, представляется весьма привлекательной для адсорбции появляющихся неорганических тяжелых металлов и органических загрязнителей красителей19. В целом биомасса представляет собой экономически эффективный, экологически чистый и возобновляемый биосорбент с высоким содержанием углерода и целлюлозы и разнообразным функционалом20. Такое разнообразие характерно для биомассы из-за наличия множества поверхностных функциональных групп –OH, –C=O и –COOH, которые обеспечивают высокую склонность к адсорбции в больших масштабах адсорбатов21,22. Недавно была рассмотрена роль активации биосорбентов и их применение для очистки сточных вод от тяжелых металлов и красителей2,19.