Aktivkohle wird zur Adsorption organischer Mikroschadstoffe (OMPs) aus Wasser eingesetzt, die typischerweise in Konzentrationen von ng L−1 bis μg L−1 vorliegen. Allerdings verschlechtert sich die Wirksamkeit der OMP-Entfernung erheblich aufgrund der konkurrierenden Adsorption aus im Hintergrund gelöster organischer Substanz (DOM), die in wesentlich höheren Konzentrationen in mg L−1 vorhanden ist. Die Interpretation der Eigenschaften von konkurrierendem DOM ist entscheidend für die Vorhersage der OMP-Adsorptionseffizienz in verschiedenen natürlichen Gewässern.
In einer Studie veröffentlicht In Umweltwissenschaften und Ökotechnologiebeschreibt ein multinationales Team den komplexen Einfluss von Aromatizität und Polarität im DOM-Wettbewerb mit niedrigem MW, von der Fraktionsebene bis zur Verbindungsebene. Dies erreichten sie durch den Einsatz direkter Probeninjektions-Flüssigkeitschromatographie in Verbindung mit ultrahochauflösender Fourier-Transformations-Ionenzyklotronresonanz-Massenspektrometrie.
Die Vorbehandlung mit Anionenaustauscherharz eliminierte 93 % des UV254-aktiven DOM, vorwiegend aromatisches und polares DOM, und milderte die DOM-Konkurrenz nur minimal. Die molekulare Charakterisierung ergab, dass unpolare Molekülformeln (die 26 % PAC-adsorbierbares DOM ausmachen) mit mittlerer Aromatizität stärker zur Wettbewerbsfähigkeit von DOM beitrugen.
Die Analyse auf Isomerenebene zeigte, dass die Konkurrenzfähigkeit hocharomatischer LMW-DOM-Verbindungen durch die erhöhte Polarität stark ausgeglichen wurde. Diese Ergebnisse legen nahe, dass aromatisches DOM (gemessen durch UV254) bei der Adsorption nicht unbedingt mit OMPs konkurriert.
Die Studie verdeutlicht den ausgleichenden Effekt von Aromatizität und Polarität beim Verständnis der konkurrierenden Adsorption von DOM und verdeutlicht die Grenzen, die sich daraus ergeben, dass man sich ausschließlich auf Aromatizität oder UV254-basierte Methoden als einzige interpretative Metrik verlässt.
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Qi Wang et al.: Wie aromatische gelöste organische Stoffe sich in der Konkurrenzfähigkeit gegenüber der Adsorption organischer Mikroschadstoffe unterscheiden, Umweltwissenschaften und Ökotechnologie (2024). DOI: 10.1016/j.ese.2024.100392
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