Vervuiling van zware metalen is een van de grootste bedreigingen voor het milieu en de menselijke gezondheid. Onder deze, de Hexavalent chroom (Cr (VI)) onderscheidt zich vanwege de hoge toxiciteit en het vermogen om de aquifers te besmettendie miljoenen mensen over de hele wereld in gevaar brengen. Echter, Een recente ontdekking van onderzoekers van de Universiteit van Waterloo heeft nieuwe perspectieven geopend in de strijd tegen deze verontreinigende stof, Dankzij het gebruik van de biochar van Quercia.
Een industrieel probleem met gezondheidseffecten
Het chroom presenteert zich in twee hoofdvormen: de Trivalent chroom (Cr (III))A Essentiële micronutriënt voor het menselijk lichaamen de hexavalent chroom (Cr (VI))een Zeer carcinogene stof geassocieerd met long-, lever- en eierstoktumoren. De laatste wordt in de omgeving vrijgegeven vooral na industriële processennet als het looien van de huiden, de productie van roestvrijstalen en minerale extractie. Bovendien kan het natuurlijk vormen in aanwezigheid van mangaanmineralen.
De aanwezigheid van Cr (VI) in de aquifers is een wijdverbreid en moeilijk probleem om op te lossen met conventionele terugwinningstechnologieënvaak duur en niet erg duurzaam. Dat is de reden waarom de ontdekking van een ecologische en effectieve methode om deze tot een niet -toxische vorm te verminderen, een cruciale stap voorwaarts vertegenwoordigt.
Biochar: een natuurlijk filter tegen giftig chroom
De Biochar is een koolstofmateriaal dat is afgeleid van pyrolyse van biomassaeen proces waarbij organisch afval wordt verwarmd in afwezigheid van zuurstof. Dit materiaal staat bekend om zijn uitzonderlijke absorptievaardigheden en wordt al gebruikt om de kwaliteit van de bodem te verbeteren en koolstof te grijpen.
In de nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Chemosphere, de onderzoeker van de Universiteit van Waterloo, Filip Budimiren zijn team heeft aangetoond dat de Oak Biochar niet alleen in staat is absorbeer de Cr (VI) uit het watermaar ook van transformeer het in zijn veilige drievoudige vorm. Na slechts vijf dagen blootstelling, 85% van het hexavalent chroom in de oplossing was omgezet in Cr (III)drastisch verminderen van milieu- en gezondheidsgevaar.
Hoe de transformatie plaatsvindt
De onderzoekers gebruikten de Canadese lichtbron van de Universiteit van Saskatchewan om de biochar -structuur te analyseren en het conversiemechanisme te begrijpen. Ze ontdekten dat de CR (VI) is gekoppeld aan korrels van biochar en, dankzij de interactie met de alifhetische en aromatische groepen op het oppervlak van het materiaal, wordt deze gereduceerd tot zijn driede vorm.
Een ander belangrijk resultaat betreft de isotopische splitsing van het chroom. Tijdens de transformatie worden de lichtste isotopen van Cr (VI) sneller verwijderd dan de zwaarste. Deze gegevens suggereren dat isotopische analyse kan worden gebruikt voor Bewaak de effectiviteit van real -time milieu -terugwinning.
Toekomstige implicaties en ontwikkelingen
Het vermogen van eiken biochar om Cr (vi) te verwijderen en te transformeren maakt het een Ideale kandidaat voor terugwinningsinterventies op vervuilde industriële locaties. In tegenstelling tot andere technologieën is Biochar een economisch en gemakkelijk beschikbaar materiaal, afgeleid van landbouwafval dat anders zou worden weggegooid. Verder, Het gebruik ervan vermindert het gebruik van agressieve chemicaliën, wat bijdraagt aan een duurzamere terugwinning.
In de toekomst zijn onderzoekers van plan de studie van biochar te verdiepen om hun efficiëntie te verbeteren en te begrijpen hoe omgevingsfactoren zoals pH, temperatuur en aanwezigheid van andere verontreinigingen hun prestaties kunnen beïnvloeden. Het doel is om praktische methoden te ontwikkelen om deze grootschalige technologie te implementeren, waardoor de biochar een betonnen oplossing is voor de bescherming van watervoorraden.
