Извлечение микропластиков из водных сред с применением магнитных углей, модифи-цированных обращенной фазой
DOI:
https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2025.25/13574Ключевые слова:
микропластик, магнитные угли, извлечение, сорбция, речная водаАннотация
Предложен способ извлечения микропластиков различной природы (полиэтилены высокой и низкой плотности, поливинилхлорид, полистирол, полиэтилентерефталат, поликарбонат, АБС-пластик, полиуретан и полиамидные волокна) из водных сред. В качестве сорбентов были применены немодифицированный магнитный уголь из рисовой лузги (Fe3O4@C) и магнитные угли, модифицированные обращенными фазами С8 (Fe3O4@C-С8) и С18 (Fe3O4@C-С18).
При применении Fe3O4@C извлекается от 80.5 до 95.5% микропластиков, величина сорбционной емкости составляет 128-200 мг/г. После модификации Fe3O4@C обращенной фазой С8 эффективность сорбции значительно возрастает. При сорбции Fe3O4@C-С8 извлекается 94.4-99.7% микропластиков из водных растворов, сорбционная емкость составляет 184-246 мг/г. Дальнейшая гидрофобизация сорбента Fe3O4@C обращенной фазой С18 приводит к увеличению степеней извлечения полистирола, поливинилхлорида, полиэтилена до 99.8-99.9% и возрастанию сорбционной емкости (260-306 мг/г). Эффективность извлечения поликарбоната, полиуретана, полиамида и полиэтилентерефталата уменьшается до 91.2-95.2%. Изотермы сорбции микропластиков при извлечении в изученных сорбционных системах наиболее адекватно описываются уравнением Ленгмюра.
Для десорбции микропластиков предложен термический способ (прокаливание сорбента при 700 ºС) и центрифугирование при 4000 об/мин. Независимо от природы микропластика оба способа позволяют практически полностью десорбировать микрочастицы. Количество циклов сорбции-десорбции при центрифугировании существенно зависит от степени загрязненности вод. В изученных системах степени извлечения микропластиков из речной воды снижаются на 5-7% по сравнению с сорбцией из дистиллированной воды, что обусловлено конкурентной сорбцией примесей.
Скачивания
Библиографические ссылки
Nyadjro E.S., Webster J.A.B., Boyer T.P., Cebrian J., Collazo L., Kaltenberger G., Larsen K., Lau Y.H., Mickle P., Toft T., Wang Z. Data. 2023; 10(1): 726. https://doi.org/10.1038/s41597-023-02632-y
Kazak E.S., Filimonova E.A., Preobra-zhenskaya A.E. Moscow University Bulletin. Series 4. Geology. 2022; (6):110-123. (In Russ.) https://doi.org/10.33623/0579-9406-2022-6-110-123
Bahuguna A., Singh S. K., Bahugun, A., Sharma S., Dadarwal B.K. Journal of Research in Environmental and Earth Sciences.2021; 7: 29-36.
Sanchez-Nieva J., Perales J.A., Gonza-lez-Leal J.M., Rojo-Nieto E. Anal. Methods. 2017; 9: 6371-6378. https://doi.org/10.1039/C7AY01800B
Yuan F., Yue L., Zhao H., Wu H. Water Sci. Technol. 2020; 81(10): 2163-2175. https://doi.org/10.2166/WST.2020.269
Wang J., Sun C., Huang Q.X., Chi Y., Yan J.H. J. Hazard Mater. 2021; 419: 126486. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126486
Sun C., Wang Z., Chen L., Li F. Fabrica-tion of robust and compressive chitin and gra-phene oxide sponges for removal of microplas-tics with different functional groups. Chem. Eng. J. 2020; 393: 124796. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.124796.
Grbic J., Nguyen B., Guo E., You J.B., Sinton D., Rochman C.M. Environ. Sci. Tech-nol. Lett. 2019; 6(2): 68-72. https://doi.org/10.1021/acs.estlett.8b00671
Tang Y., Zhang S., Su Y., Wu D., Zhao Y., Xie BChem. Eng. J. 2021; 406: 126804. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126804
Singh N., Khandelwal N., Ganie Z.A., Tiwari E., Darbha G.K. Chem. Eng. J. 2021; 418: 129405. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.129405
Wang J., Sun C., Huang Q.X., Chi Y., Yan J.H. J. Hazard. Mater. 2021; 419: 126486. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126486.
Li J, Chen X, Yu S, Cui M. Sci. Total. Environ. 2023; 875: 162647. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.162647
Bhore R.K., Kamble S.B. J. Environ. Chem. Eng. 2022; 10(6): 108720. https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.108720
Ermolin M.S., Ivaneev A.I., Savonina E.Y., Dzhenloda R. Kh. J. Anal. Chem. 2025; 80: 432-441. https://doi.org/10.1134/S1061934824701909
Ermolin M.S. Savonina E.Yu., Ka-tasonova O.N., Ivaneev A.I., Maryutina T.A., Fedotov P.S. Talanta. 2024; 278: 126504. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.126504.
Bakhteeva I.A., Medvedeva I., Filinko-va M.S., Byzov I.V., Minin A.S., Zhakov S.V., Uimin M.A., Patrakov E.I., Novikov S., Sun-tsov A.Yu., Demin A.M. Int. J. Environ. Sci. Technol. 2023; 20(11): 11837-11850. https://doi.org/10.1007/s13762-023-04776-1
Sypko К.S., Gubin A.S., Sukhanov P.T., KushnirA.A., Pugacheva I.N. Analitika i kontrol’ [Analytics and Control]. 2024; 28 (1): 38-45. (In Russ.) https://doi.org/10.15826/analitika.2024.28.1.004
Gubin A.S., Sypko K.S., Kushnir A.A., Sukhanov P.T. J. Anal. Chem. 2025; 80(9): 1561-1574.
Sypko K.S., Gubin A.S., Kushnir A.A., Sukhanov P.T. Sorbtsionnye I Khromato-graficheskie Protsessy. 2023; 23(3): 395-404. (In Russ.) https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2023.23/11319
Jena K.C., Scheu R., Roke S. An-gew.Chemie Int. Ed. 2012; 51:12938-12940. https://doi.org/10.1002/anie.201204662
Yan X., Delgado M., Aubry J., Gribelin O., Stocco A., Boisson-Da Cruz F., Bernard J., Ganachaud F. J. Phys. Chem. Lett. 2018; 9(1): 96-103. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.7b02993
Vácha R., Marsalek O., Willard A.P. J. Phys. Chem. Lett. 2012; 3(1):107-111. https://doi.org/10.1021/jz2014852
Uematsu Y., Bonthuis D.J., Netz R.R. Langmuir. 2020; 36: 3645-3658. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.9b03795
Sverguzova S.V., Shaikhiev I.G., Sapronova Z.A., Bomba I.V., Spesivtseva S.E. Sorbtsionnye I Khromatograficheskie Protsessy. 2024; 23(6): 1051-1059. (In Russ.) https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2023.23/11866
Hu Q., Lan R., He L., Liu H., Pei X. J. Environ. Manage. 2023;329: 117104. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.117104









