Ibuprofeenin, propranololin ja diklofenaakin poisto vesistä biomassapohjaisilla adsorbenteillä

Abstract

Lääkeainejäämiä päätyy vesiin suuria määriä. Nykyisten vedenpuhdistusprosessien riittämätön teho lisää tarvetta kehittää uusia menetelmiä lääkeainejäämien poistamiseksi. Adsorptiota käytetään vedenpuhdistusmenetelmänä sen helppouden ja monipuolisuuden vuoksi. Biomassapohjaista sivuvirtaa ja jätettä on globaalisti runsaasti saatavilla ja sitä pystytään hyödyntämään biomassapohjaisten adsorbenttien valmistuksessa. Sivuvirtaa ja jätettä muodostuu maatalouden ja eri teollisuuden alojen toiminnan seurauksena. Esimerkkejä tyypillisistä sivuvirroista ovat metsäteollisuudessa syntyvä sahanpuru sekä maatalous- ja elintarviketeollisuudessa syntyvät erilaiset biojätteet ja jäännösmateriaalit.

Biomassaa voidaan hyödyntää adsorbenttinä sellaisenaan, tai sen ominaisuuksia voidaan parantaa erilaisin modifiointimenetelmin. Erilaisilla modifioinneilla pystytään usein parantamaan adsorbentin adsorptiokykyä sekä vedenpuhdistustehokkuutta. Adsorptioprosessia voidaan parantaa myös eri muuttujien avulla, joista tärkeimpiä ovat lämpötila, pH, kontaktiaika, adsorbentin määrä sekä poistettavan lääkeaineen pitoisuus.

Biomassapohjaista adsorbenttiä hyödynnettäessä lääkeainejäämät sitoutuvat sen pintaan. Pintaan kertyneet epäpuhtaudet voidaan usein poistaa regeneroinnin avulla, mikä mahdollistaa adsorbentin uudelleenkäytön ja pidentää sen käyttöikää. Adsorbentin regeneroitavuus onkin tärkeä ominaisuus kestävälle ja laadukkaalle adsorbentille.

Tässä tutkielmassa tarkastellaan sahanpurusta, kitiinistä, Moringa Oleifera -lehtipuun siementen kuorista sekä rapsin- ja äyriäistuotannon sivuvirroista ja jätteistä valmistettujen biomassapohjaisten adsorbenttien käyttöä ibuprofeenin, propranololin ja diklofenaakin poistossa vesistä. Tutkimusten tulosten perusteella biomassasta valmistetut adsorbentit ovat potentiaalisia materiaaleja lääkeainejäämien poistamiseen vesistä, vaikkakin lisätutkimusta vielä tarvitaan.