为了养活世界上不断增长的人口，农民需要种植大量的作物。作物需要水来生长和茁壮成长，而用于灌溉作物的水估计占全球淡水使用量的70%。但世界上许多地区都受到水资源短缺的困扰。这使得农民很难获得足够的水来种植作物。研究人员正在探索替代水源，以可持续地满足当前和未来的灌溉需求。
经过处理的城市废水可以用来灌溉农作物。但还有几个挑战需要克服。例如，城市废水可能含有抗生素。“这些抗生素可能会在废水灌溉的农业系统中培养耐抗生素细菌，”加州里弗赛德市美国盐度实验室的研究员迈克尔·施密特(Michael Schmidt)说。美国盐度实验室是美国农业部农业研究局(ARS)的一部分。
施密特是一项新研究的主要作者，该研究表明，当地的植物材料或食物垃圾可以用来从城市废水中去除抗生素。研究人员使用了生物炭，这是一种类似木炭的物质，是通过在缺氧的情况下高温加热有机材料而产生的。通过吸附，生物炭去除了研究人员从城市废水中测量到的三种抗生素的97%以上。
芭乐视下载app下载站长统计无限看免费苹果施密特在马里兰州巴尔的摩举行的2022年ASA-CSSA-SSSA年会上介绍了他的工作。
施密特说:“我们证明了当地的农业副产品可以帮助从处理过的废水中去除抗生素。”“这代表了一种潜在的成本效益和环保策略，可以从废水中去除一系列污染物。”
重要的是，施密特和他的同事们使用当地可获得的植物材料——开心果壳和椰枣叶——来制造生物炭。当地的材料不需要长途运输。这可以降低成本、资源消耗和污染。
这项研究是在加利福尼亚州进行的，该州在2020年生产了超过10亿磅开心果。虽然南加州是全国最著名的红枣生产地区，但农业生产主要集中在南加州的科切拉山谷。它们也作为市政树木生长在美国西南部。“每棵枣椰树的产量可达40磅。施密特说。“所以，这些似乎是生物炭的一个很好的潜在来源。”
研究人员还表明，生物炭是如何产生的，而不是由什么产生的，对其从废水中去除抗生素的能力产生了很大的影响。生物炭的产生产生了一种多孔的富含碳的类似炭的材料。施密特说:“生产生物炭的关键是加热时缺氧。”用氧气加热主要产生灰(而不是生物炭)。
Schmidt和他的同事们通过将植物材料加热到400,600和800°C(约750,1100和1470°F)来制造生物炭。然后他们测试了不同温度的生物炭从废水中去除三种不同抗生素的效率。本研究重点研究的抗生素为磺胺甲恶唑、磺吡啶和甲氧苄氨嘧啶。
这些是在当地收集的处理废水中发现的。他们发现，在800°C下制成的生物炭最有效地去除抗生素。施密特说:“我们证明了生物月光影视在线观看视频 视频炭生产条件在去除抗生素方面发挥着重要作用。”“这对使用其他材料生产生物炭的科学家也有帮助。”
生物炭通过几种化学机制去除废水中的抗生素。这些化学机制的效率取决于生物炭的物理特性。研究表明，测量生物炭的这些物理特征可以节省时间和成本。
“测量微量抗生素水平的实验需要昂贵的仪器，”施密特说。“我们表明，生物炭的行为可以通过容易测量的特性来解释。”这可能有助于简化未来优化生物炭吸附剂从废水中去除污染物的工作。
施密特和他的同事正在努力构建基于生物炭的水处理系统。施密特说:“未来的研究将把这些生物炭材料和其他材料纳入规模较大的水处理系统。”“我们的目标是让这些处理系统能够处理与农田灌溉相关的大量水。”
更多信息:摘要+摘要视频:scisoc.confex.com/scisoc/2022a…app.cgi/Paper/145286
会议:www.acsmeetings.org/
由美国农学学会提供
引用本文:利用生物炭去除废水中的抗生素(2023,2月20日)检索自https://phys.org/news/2023-02-biochar-antibiotics-wastewater.html 国产高清资源一卡二卡 2023年2月20日
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