Vossia cuspidata (Roxb.) Griff の乾燥粉末の使用の可能性。 メチレンブルー染料による根茎と葉の修復

Jul 27, 2023

Scientific Reports volume 13、記事番号: 11073 (2023) この記事を引用

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ファイトレメディエーションは、将来性があり、コスト効率が高く、環境に優しい廃水処理プロセスです。 ここで、Ｖｏｓｓｉａ ｃｕｓｐｉｄａｔａ（Ｒｏｘｂ．）Ｇｒｉｆｆ．の乾燥バイオマス。 葉 (PL) と気中茎 (PR) を含む根茎を使用して、メチレン ブルー (MB) 色素を効果的に修復しました。 興味深いことに、PR による MB の吸着取り込みおよび除去効率は PL よりも高かった。 0.1 g/L MB では 35 分で 97%、25 分で 91% を超えます。 PL および PR 内での MB の拡散はわずかであり、擬二次反応速度モデルによって一貫して承認されているように、吸着速度論は主に表面 MB と吸着剤の相互作用によって制御されました。 さらに、吸着は植物の投与量に応じて急速に増加し、初期の MB 濃度に大きく依存しました。 さらに、吸着に対する振とう速度の影響は軽微でしたが、温度が重要な役割を果たし、PL (91.9%) と PR (93.3%) ではそれぞれ 30 °C と 40 °C で最高の効率が記録されました。 最高の除去効率は、pH 6 の PR で達成されましたが、pH 8 の PL で達成されました。Temkin 等温線は実験データを完全にシミュレートできました (R2 > 0.97)。 これは、植物の被覆率に応じて MB の吸着熱が直線的に減少することを示唆しています。

2020 年の国連世界水開発報告書によると、約 40 億人が年間少なくとも 1 か月間、深刻な物理的水不足にさらされています1,2。 この数は人口増加に伴い急速に増加し、2050 年には最大 102 億人に達すると予想されています3。国連食糧農業機関 (FAO) の別の推計では、32 億人が高水準から非常に高水準の農業地域に住んでいます。水不足または水不足。そのうち、世界人口のおよそ 6 分の 1 に相当する 12 億人が、水が著しく制約された農業地域に住んでいます4。 したがって、特に下水処理場からの廃水を浄化するためにさまざまな計画を提案する必要があります。 染料による環境汚染は世界的な問題であり、健全な環境のためにはさらなる注意が必要です。 染料による汚染はすべての生物に有害な影響を与え、生態系によっては光合成や食物連鎖にさらに影響を与える可能性があります5。 通常、染料は非常に有毒で発がん性があり、自然分解が持続する6。 残念ながら、これらの汚染物質は、いくつかの繊維、化粧品、食品、医薬品、紙、皮革の産業活動でかなりの量が広く使用されています。 世界の染料の年間生産量は70万トン以上です。 染料の約 2% は製造工場から廃水に直接排出され、染料の約 10% は染色産業のプロセス全体を通じて失われます7、8、9、10。 これらの染料が生態系に排出されると、望ましくない環境負荷が生じます11、12、13、14。

メチレンブルー (MB、塩化メチルチオニニウムとも呼ばれる) は、染色産業で広く使用されている最も一般的な物質の 1 つです。 この染料が低濃度でも存在すると、水生生態系に望ましくない着色を引き起こします。 もみ殻、毛、グアバ種子などの天然原料を使用した (MB) の除去は、いくつかのグループによって研究されました 15,16。 しかし、この汚染物質の管理は依然として大きな問題であり、生態学的価値の向上への懸念を訴える新しい技術の開発が必要です17。 染料を含む廃液を脱色するための最近の方法の中で、特定の吸着剤への吸着による除去は、かなりの環境的観点から非常に有望であるように思われました 18。 文献には多種多様な吸着剤があるにもかかわらず、農業廃棄物や植物残渣に由来するバイオマスは、新たな無機重金属や有機染料汚染物質の吸着にとって非常に魅力的であると思われます19。 一般に、バイオマスは費用対効果が高く、環境に優しく、炭素とセルロースの含有量が高く、多様な機能を備えた再生可能な生体吸着剤です20。 この多様性は、大規模な吸着質に高い吸着傾向をもたらす複数の表面官能基 -OH、-C=O、および -COOH 基が利用できるため、バイオマスに慣れています 21,22。 生体吸着剤の活性化の役割と、重金属や染料からの廃水を浄化するためのそれらの応用が最近見直されました 2,19。