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可重複使用的黏土能去除水中的除草劑

2020/05/05 @國際

摘要

荷蘭北部的栽植作物以甜菜為大宗,這些區域也施用大量的chloridazon除草劑也造成當地水體與土壤汙染,荷蘭格羅寧根大學研究團隊運用黏土的吸附與離子交換特性,成功吸附大量chloridazon,而黏土使用後加熱可除去吸附的除草劑並重複使用。

可重複使用的黏土能去除水中的除草劑

  荷蘭北部種植了大量甜菜,在這些種植區域中廣泛使用一種稱為chloridazon的除草劑,但是這種化合物難以自然分解,且對人體有害,施用後最終會進入地下水系統。而現有的淨水廠即使能使用紫外線分解chloridazon,但其分解產物也具有毒性,需要尋找更有效的方法以處理這些有毒物質。

  雖然,目前地下水中chloridazon的濃度仍低於安全界限,但由於其在環境中的穩定性,未來的累積濃度可能會持續增加。荷蘭格羅寧根大學(Rijksuniversiteit Groningen)的研究人員則利用黏土(clay)的吸附性與離子交換特性,開發出可捕捉chloridazon及其分解物的新材料。【延伸閱讀】微藻水熱液化工藝廢水處理

  由於黏土具有層狀結構,層狀空間的化學親合力會限制對chloridazon的吸附能力,研究人員首先清洗天然黏土,再進行鈉交換處理,以鈉取代於層狀結構間的正離子,並添加了氧化矽材質的分子柱(molecular pillars)與銅離子以吸引chloridazon及其分解產物。處理後的黏土能夠吸收大量除草劑,吸附量大約為每公斤黏土可吸附900 毫克。此外,研究人員發現,使用後的黏土還能透過加熱除去上頭已吸附的除草劑,並得以再次使用,即便經過數次熱再生循環,依舊保有出色的吸附能力。透過實驗也發現,只要改變柱(pillar)的親和力和縫隙厚度,就能夠用黏土可以捕捉不同的化合物,將有利於未來開發作為去除水中其他有害化合物之用,具有淨化水資源的應用潛力。相關研究發表於< Environmental Science: Nano>

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