โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสสำหรับบำบัดน้ำเสีย

โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส

ในปัจจุบัน มลพิษทางน้ำได้กลายเป็นหนึ่งในประเด็นที่สำคัญที่สุดทั่วโลก มลพิษจำนวนมหาศาลมาจากอุตสาหกรรมต่างๆ และกิจกรรมในครัวเรือนทุกวัน และเข้าสู่แหล่งน้ำ ซึ่งก่อให้เกิดความผิดปกติหลายประเภทในสิ่งมีชีวิตและมนุษย์ต่างๆ

ไม่มีขีดจำกัดที่แน่นอนว่ามีมลพิษกี่ประเภทที่สามารถมีอยู่ในน้ำเสียที่มาจากอุตสาหกรรมหลายแห่งหรือกิจกรรมในครัวเรือนอื่นๆ อย่างไรก็ตาม เท่าที่ผู้เขียนทราบ วัสดุที่ใช้ CMC เป็นหลักได้ถูกนำมาใช้เพื่อกำจัดสีย้อมอินทรีย์-อนินทรีย์ต่างๆ มลพิษไอออนิกอนินทรีย์ (ทั้งแอนไอออนและแคทไอออน) รวมถึงสารกัมมันตรังสีต่างๆ ออกจากน้ำที่ปนเปื้อนภายใต้สภาวะการทดลองที่แตกต่างกัน

สีย้อมถือเป็นสารประกอบที่เป็นอันตรายที่สุดในแหล่งน้ำ การใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อาหาร สี สิ่งทอ เยื่อกระดาษ กระดาษ ยาง พลาสติก โรงฟอกหนัง เครื่องสำอาง และอุตสาหกรรมโครงสร้างและการผลิตอีกหลายสิบแห่ง ได้ทำให้กากสีย้อมกลายเป็นปัจจัยสำคัญในการบำบัดน้ำเสีย

นอกจากนี้ ความทนทานในระยะยาวต่อแสง ความร้อน และสารออกซิไดซ์อื่นๆ อัตราการย่อยสลายทางชีวภาพที่ช้า และองค์ประกอบทางเคมีที่หลากหลาย ทำให้ปัญหามลพิษสิ่งแวดล้อมมีความซับซ้อนมากขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น มลพิษไอออนิกอนินทรีย์ โดยเฉพาะไอออนโลหะหนัก และแอนไอออนบางชนิดที่ทำปฏิกิริยาได้ ถูกระบุว่าเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อสุขภาพของสิ่งมีชีวิตต่างๆ

CMC ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวัสดุที่ออกฤทธิ์ในการบำบัดน้ำต่างๆ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาโดยนักวิจัยหลายคน อย่างไรก็ตาม นักวิจัยบางคนได้ค้นพบวัสดุไฮบริดที่เป็นนวัตกรรมใหม่ที่ยอดเยี่ยมร่วมกับ CMC เพื่อกำจัดมลพิษต่างๆ ออกจากน้ำเสียในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ดังที่นำเสนอในเอกสารเสริม (ตาราง S4)

ตัวอย่างเช่น Salama และคณะ (2018) ได้สังเคราะห์วัสดุนาโนดูดซับ (เช่น CMC/Fe3O4) ด้วยวิธีตกตะกอนร่วมกันเพื่อดูดซับสีย้อมเมทิลีนบลูออกจากสารละลายน้ำที่ปนเปื้อนจากการทดลอง โดยมีการดูดซับสีย้อมเมทิลีนบลูประมาณ 48 มก. ต่อกรัมของสารดูดซับที่ pH 3 และได้ประสิทธิภาพการดูดซับสูงสุดที่ pH 7 (คือ 64 มก./กรัม) ในปีเดียวกัน Hong และเพื่อนร่วมงาน (2018) ได้ตรวจสอบประสิทธิภาพการกำจัดมลพิษโลหะต่างๆ จากน้ำอุตสาหกรรมของวัสดุโพลียูรีเทนที่ฝังด้วย CMC วัสดุผสมแสดงประสิทธิภาพการดูดซับที่ยอดเยี่ยมต่อมลพิษไอออนิกต่างๆ สามารถกำจัดไอออน Pb2+ ได้ถึง 216.1 มก., Cu2+ ได้ 78.7 มก. และ Cd2+ ได้ 98 มก. ต่อกรัมของสารดูดซับ

ล่าสุด Manzoor และเพื่อนร่วมงาน (2019) ได้สังเคราะห์สารดูดซับไฮบริดไคโตซาน/CMC โดยใช้สารเชื่อมขวางอาร์จินีน ซึ่งแสดงความสามารถในการดูดซับที่ดีขึ้นต่อไอออน Cd2+ และ Pb2+ (สูงถึง 168.5 มก./กรัม และ 182.5 มก./กรัม ตามลำดับ) ภายใต้สภาวะการทดลอง Gasemloo และคณะ (2019) ได้สาธิตเทคโนโลยีเมมเบรนนาโนกรองที่ใช้ซัลเฟต-CMC (เชื่อมขวางด้วยกลูตารัลดีไฮด์) ซึ่งแสดงประสิทธิภาพการกำจัด Cr(VI) สูงภายใต้สภาวะที่เหมาะสม (คือ การกำจัดมลพิษสูงสุด 79.85% ที่แรงดัน 3 บาร์ และ pH 4) นอกจากนี้ Wei และคณะ (2015) ได้สาธิตวัสดุนาโนคอมโพสิตที่เชื่อมขวางด้วย CMC แบบเส้นใยบางพิเศษ (เชื่อมขวางด้วยเอพิคลอโรไฮดริน) ซึ่งแสดงการกำจัดไอออน Cd2+ อย่างรวดเร็วจากน้ำเสียจากการทดลอง

นอกจากนี้ สามารถกำจัดมลพิษได้ถึง 150.60 ± 10.47 มก. ต่อกรัมของสารดูดซับภายใต้สภาวะที่เหมาะสม ในทำนองเดียวกัน นักวิจัยคนอื่นๆ ก็ได้รายงานผลลัพธ์ที่มีประสิทธิภาพอีกมากมาย ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของวัสดุผสมที่ใช้ CMC ในการกำจัดมลพิษอินทรีย์-อนินทรีย์ต่างๆ ในการบำบัดน้ำเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพ