Китайские ученые разработали метод получения биоугля из осадка сточных вод (SBC) с помощью одностадийного пиролиза. Полученный материал использован для активации пероксимоносульфата (PMS) с целью разложения стойких органических загрязнителей, что открывает путь к переработке отходов в полезный катализатор для очистки воды.
В исследовании применялся биоуголь, синтезированный при температуре 800°C. Анализ показал наличие развитой пористой структуры и разнообразных поверхностных функциональных групп. В качестве тестового загрязнителя выбран кислотный оранжевый AO7 – азокраситель, устойчивый к биологическому разложению.
Система SBC/PMS продемонстрировала высокую эффективность в диапазоне pH от 3 до 9, достигая константы скорости разложения 0,3108 мин⁻¹. Присутствие солей и типичных анионов практически не снижало активность. После четырех циклов использования биоуголь сохранил 95% исходной эффективности. Помимо AO7, система успешно разлагала сульфаметоксазол, сульфаметазин и родамин B.
С помощью химических ингибиторов и электронного спинового резонанса установлено, что ключевую роль играют синглетный кислород и супероксидные радикалы. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия показала, что активность связана с карбонильными группами на поверхности биоугля – после циклов их содержание снизилось на 39%.
Анализ продуктов разложения подтвердил, что AO7 последовательно распадается на менее токсичные соединения. Моделирование токсичности ECOSAR показало значительное снижение острой и хронической токсичности для водных организмов по сравнению с исходным красителем.
Таким образом, биоуголь из осадка сточных вод представляет собой перспективный катализатор для активации пероксимоносульфата, обеспечивая эффективное разложение загрязнителей и предлагая практическое решение для утилизации осадка и очистки воды.
ECOSAR – это компьютерная программа (модель), которая используется для прогнозирования токсичности химических веществ для водных организмов без проведения реальных экспериментов на животных.
