最新のグリーンナノテクノロジー手法による石油水からの炭化水素と重金属の除去

Scientific Reports volume 13、記事番号: 5637 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

As(III)、Bi(II)、Cd(II)、Cr(VI)、Mn(II)、Mo(II)、Ni(II)、Pb(II)、Sb(III) などの重金属を考慮、Se(-II)、Zn(II)、および廃水 (石油化学産業: 石油およびガス生産プラント) 中の汚染化合物 (フェノールまたは多環式誘導体などの単環式芳香族炭化水素) は、現在、環境毒性学において大きな懸念事項となっています。水生生物および陸生生物に対する有毒な影響。 生物多様性、水圏生態系、そして人々を維持するには、これらの重金属や汚染化合物を水環境から除去することが重要です。 この研究では、さまざまなナノ粒子 (α-Fe2O3、CuO、および ZnO) が、スベリヒユの葉抽出物を使用したグリーン合成法によって合成され、UV-Vis 分光光度計、FTIR 分光法、X 線回折 (XRD)、走査型電子顕微鏡 ( SEM)、エネルギー分散分光法 (EDS) 技術を利用して、NP の形態、組成、結晶構造を調査し、これらを As(III)、Bi(II)、Cd(II)、Cr を除去するための吸着剤として使用しました。廃水からの(VI)、Mn(II)、Mo(II)、Ni(II)、Pb(II)、Sb(III)、Se(-II)、およびZn(II)の除去効率100が得られました。最適な条件下では%。

原油を抽出する際に発生する大量の水の廃棄物を副次水といいます。 これは、油井注入水と油井内にすでに存在する地層水とが混合されたもので構成されています。 生成水は固形物や浮遊物質を溶解し、油分を多く含んでいます。 この研究は、アルジェリア南石油会社から得られる水の処理に興味を持っています1。

石油産業では、原油の需要の増大により、自然や環境に不可逆的かつ取り返しのつかない損害を引き起こす非常に大量の排出が発生しています。 これらの排出物の中で、油井の出口の分離器のレベルで得られる原油を伴う堆積水を挙げることができます。これは本質的に高レベルの炭化水素、ならびに高レベルの懸濁物質および重金属によって特徴付けられます2。 これらの金属は環境劣化に強く、代謝が難しく、摂取を通じて人間や生態系の食物連鎖に蓄積する可能性があります3。

これらの汚染問題と効果的に戦うために、その結​​果はさまざまであり、この分野の研究者によっていくつかの解決策が提案されていますが、石油会社が担当する膨大な手段が必要です。 解決策としては、重金属を除去し、地下水汚染の原因となる汚泥の形成を回避することで、この堆積水を特徴づけ、処理し、価値を高めることが重要です4。

現在、石油およびガス産業からの水を高価な原材料で処理する方法があり、再利用を可能にする処理水を製造するには莫大なコストがかかります5。 たとえば、これらのプロセスには、特定の元素を除去できないことや、追加の処理が必要な二次廃棄物の生成など、特定の制限があります。 このプロジェクトの目標は、さまざまな種類やサイズの廃棄物を排除する高性能を備えた、ナノメートルサイズの化合物を局所的に低コストで製造することです。

今日の世界では、研究者や科学者は、無機ナノ粒子、特に酸化物への関心をますます高めています。これは、無機ナノ粒子が現代の科学技術の成果を反映しているため、科学の柱と考えられているためです6、7。 金属酸化物ナノ粒子は、銀、鉄、銅、金、酸化鉄（ヘマタイト α-Fe2O38、マグネタイト Fe3O49）、酸化亜鉛 10、11、酸化銅（第一銅）などの酸化物ナノ粒子など、さまざまな用途で広く使用されています。酸化物Cu2O12、酸化第二銅CuO13）、材料工学、生化学、医学のさまざまな用途に広く使用されています14、15。 これらのナノ粒子、ヘマタイト (α-Fe2O3)、酸化亜鉛、酸化第二銅 (CuO) のナノ粒子は、その特異な構造的、光学的、触媒的能力、大きな表面積、および耐食性により研究者の興味をそそられ、有望な選択肢となっています。触媒および生物学的用途向け16. (α-Fe2O3、CuO、ZnO) ナノ粒子は効率的であり、薬物担体として機能すると考えられています。 また、(α-Fe2O3、CuO、ZnO) ナノ粒子には、抗菌、抗真菌、抗がん、抗糖尿病などのさまざまな医療用途があります。