增强的细菌捕获在血改性生物炭修改的珊瑚砂过器:实验室规模验证和DFT机制
Jialiang Liang1, Guang Chen1, Jingyao Luo1
1Key Laboratory of Three Gorges Reservoir Region's Eco-Environment, Ministry of Education, Chongqing University, Chongqing 400045, PR China.
Journal of hazardous materials
|November 12, 2025
概括
血改性生物炭 (HBC) 过器可以从饮用水中清除超过99%的细菌. 这种工程解决方案保护岛屿的淡水透镜免受污染,增强公共卫生.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 公共卫生 公共卫生
背景情况:
- 热带珊瑚岛的土壤是多孔的,导致不良的保留水和病原体出至关重要的淡水透镜.
- 地下水污染对依赖这些脆弱的水源的岛屿社区构成重大公共卫生风险.
研究的目的:
- 设计一个有效的过系统,从岛屿淡水源中去除细菌病原体.
- 为了提高珊瑚砂过器的性能,使用血改性生物炭 (HBC).
主要方法:
- 修改珊瑚砂过器使用2重%的血改性生物炭 (HBC).
- 使用大肠杆菌和B. subtilis的细菌保留量的量化,使用德贾古恩-兰多-维维-奥弗比克 (DLVO) 理论和密度函数理论 (DFT).
- 使用HYDRUS-1D进行数学建模,并对酸和各种真实水矩阵进行测试.
主要成果:
- 在HBC修改中,细菌保留率超过99%,与未经处理的沙子中的11.6%相比,显著改善.
- 表面电荷中和Fe-O-P化学吸收键被确定为关键的去除机制.
- 过器保持了高效率 (>98%) 免受干扰和高细菌负载 (10^7细胞/毫升).
结论:
- 血酸盐修饰生物炭 (HBC) 显著提高了珊瑚砂过器的细菌去除效率.
- 这种工程过系统为保护岛屿淡水资源免受病原体污染提供了强大的解决方案.
- 这些发现强调了一种可持续的方法来改善脆弱的岛屿社区的饮用水安全.
