دانشگاه شهید باهنر کرمان

 آمار

تعداد نشریات26
تعداد شماره‌ها447
تعداد مقالات4,557
تعداد مشاهده مقاله5,380,003
تعداد دریافت فایل اصل مقاله3,580,074
عوض پور, سعید, نوشادی, مسعود. (1401). مروری بر فرآیندهای پیشرفته حذف ریزپلاستیک‌ها در آب و فاضلاب. , 1(2), 129-143. doi: 10.22103/nrswe.2023.20931.1022
سعید عوض پور; مسعود نوشادی. "مروری بر فرآیندهای پیشرفته حذف ریزپلاستیک‌ها در آب و فاضلاب". , 1, 2, 1401, 129-143. doi: 10.22103/nrswe.2023.20931.1022
عوض پور, سعید, نوشادی, مسعود. (1401). 'مروری بر فرآیندهای پیشرفته حذف ریزپلاستیک‌ها در آب و فاضلاب', , 1(2), pp. 129-143. doi: 10.22103/nrswe.2023.20931.1022
عوض پور, سعید, نوشادی, مسعود. مروری بر فرآیندهای پیشرفته حذف ریزپلاستیک‌ها در آب و فاضلاب. , 1401; 1(2): 129-143. doi: 10.22103/nrswe.2023.20931.1022

مروری بر فرآیندهای پیشرفته حذف ریزپلاستیک‌ها در آب و فاضلاب

پژوهش های نوین در مهندسی آب پایدار
دوره 1، شماره 2، اسفند 1401، صفحه 129-143    اصل مقاله (779.82 K)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22103/nrswe.2023.20931.1022
نویسندگان
سعید عوض پور1؛ مسعود نوشادی* 2
1دانشگاه شیراز
2استاد گروه مهندسی آب، دانشگاه شیراز
چکیده
ریزپلاستیک‌ها (میکروپلاستیک و نانوپلاستیک) در سراسر دنیا پراکنده شده‌اند و به عنوان یک آلاینده نوظهور و تهدید جدی برای محیط‌زیست به شمار می‌آیند. حضور آن‌ها در اکوسیستم‌های گوناگون به خصوص محیط‌های آبی نیز برای موجودات زنده بسیار خطرناک می‌باشد. بنابراین، یافتن یک فرآیند تصفیه کارآمد برای حذف ریزپلاستیک‌ها و یا توسعه و ارتقای روش‌های تصفیه پیشین بسیار حائز اهمیت می‌باشد. از این رو جامعه علمی تاکنون تحقیقاتی را بر روی گزینه‌های مختلف تصفیه و حذف ریزپلاستیک‌ها به انجام رسانیده است. در حال حاضر فرآیندهای مختلفی از جمله فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی توسط محققان برای حذف ریزپلاستیک‌ها مورد بررسی قرار گرفته است که در این میان، تعداد کمی از این روش‌ها دارای کارایی مناسب برای حذف ریزپلاستیک‌ها می‌باشند. فرآیند فیلتراسیون راندمان‌های حذف متفاوتی را از خود نشان داده است ولی دارای مشکلاتی همچون هزینه اولیه زیاد، گرفتگی غشاها و تعویض مکرر فیلترها است. فرآیند جذب و جداسازی مغناطیسی نیز به عنوان یک روش ساده حذف به شمار می‌آید، ولی افزودن جاذب‌ها ممکن است باعث آلودگی ثانویه گردد. همچنین فرآیندهای ترسیب شیمیایی و اکسیداسیون نیز ممکن است با مشکل مشابهی در رابطه با باقیمانده‌های مواد شیمیایی مواجه شوند. در مقابل، فرآیندهای تجزیه زیستی راندمان حذف پایینی را ارائه می‌دهند. لذا در پژوهش حاضر و در قالب انجام یک تحقیق مروری به بررسی تمامی فرآیندهای تصفیه ریزپلاستیک‌ها و بیان کارایی و مزایا و معایب این روش‌ها پرداخته شده است.
کلیدواژه‌ها
تصفیه آب و فاضلاب؛ ریزپلاستیک‌ها؛ فرآیندهای حذف؛ کنترل آلودگی
مراجع
  1. Andrade H., Glüge J., Herzke D., Ashta N.M., Nayagar S.M., and Scheringer M. 2021. Oceanic long-range transport of organic additives present in plastic products: an overview. Environmental Sciences Europe, 33:1-14.
  2. Andrady A.L. 2017. The plastic in microplastics: A review. Marine pollution bulletin, 119:12-22.
  3. Ariza-Tarazona M.C., Villarreal-Chiu J.F., Barbieri V., Siligardi C., and Cedillo-González E.I. 2019. New strategy for microplastic degradation: Green photocatalysis using a protein-based porous N-TiO2 semiconductor. Ceramics International, 45:9618-9624.
  4. Arossa S., Martin C., Rossbach S., and Duarte C.M. 2019. Microplastic removal by Red Sea giant clam (Tridacna maxima). Environmental Pollution, 252:1257-1266.
  5. Bayo J., López-Castellanos J., and Olmos S. 2020. Membrane bioreactor and rapid sand filtration for the removal of microplastics in an urban wastewater treatment plant. Marine Pollution Bulletin, 156:111211.
  6. Chandra P., and Singh D.P. 2020. Microplastic degradation by bacteria in aquatic ecosystem. p. 431-467. In P. Chowdhary et al. (ed.) Microorganisms for sustainable environment and health. Part 22. 1st Elsevier.
  7. Chen Y.J. Chen Y., Miao C., Wang Y.R., Gao G.K., Yang R.X., Zhu H.J., Wang J.H., Li S.L., and Lan Y.Q. 2020. Metal–organic framework-based foams for efficient microplastics removal. Journal of Materials Chemistry, A 8:14644-14652.
  8. Corona E., Martin C., Marasco R., and Duarte C.M. 2020. Passive and active removal of marine microplastics by a mushroom coral (Danafungia scruposa). Frontiers in Marine Science, 128.
  9. Cunha , Silva L., Paulo J., Faria M., Nogueira N., and Cordeiro N. 2020. Microalgal-based biopolymer for nano-and microplastic removal: a possible biosolution for wastewater treatment. Environmental Pollution, 263:114385.
  10. Da Costa J.P., Santos P.S., Duarte A.C., and Rocha-Santos T. 2016. (Nano) plastics in the environment–sources, fates and effects. Science of the Total Environment, 566:15-26.
  11. Dawson A.L., Kawaguchi S., King C.K., Townsend K.A., King R., Huston W.M., and Bengtson Nash S.M. 2018. Turning microplastics into nanoplastics through digestive fragmentation by Antarctic krill. Nature Communications, 9:1-8.
  12. Delacuvellerie A., Cyriaque V., Gobert S., Benali S., and Wattiez R. 2019. The plastisphere in marine ecosystem hosts potential specific microbial degraders including Alcanivorax borkumensis as a key player for the low-density polyethylene degradation. Journal of Hazardous Materials, 380:120899.
  13. Edo C., González-Pleiter M., Leganés F., Fernández-Piñas F., and Rosal R. 2020. Fate of microplastics in wastewater treatment plants and their environmental dispersion with effluent and sludge. Environmental Pollution, 259:113837.
  14. Garcia J.M., and Robertson M.L. 2017. The future of plastics recycling. Science, 358:870-872.
  15. Gaston E., Woo M., Steele C., Sukumaran S., and Anderson S. 2020. Microplastics differ between indoor and outdoor air masses: insights from multiple microscopy methodologies. Applied Spectroscopy, 74:1079-1098.
  16. Geyer R., Jambeck J.R., and Law K.L. 2017. Production, use, and fate of all plastics ever made. Science Advances, 3:e1700782.
  17. Giacomucci L., Raddadi N., Soccio M., Lotti N., and Fava F. 2019. Polyvinyl chloride biodegradation by Pseudomonas citronellolis and Bacillus flexus. New Biotechnology, 52:35-41.
  18. Guo J.J., Huang X.P., Xiang L., Wang Y.Z., Li Y.W., Li H., Cai Q.Y., Mo C.H., and Wong M.H. 2020. Source, migration and toxicology of microplastics in soil. Environment International, 137:105263.
  19. Herbort A.F., and Schuhen K. 2017. A concept for the removal of microplastics from the marine environment with innovative host-guest relationships. Environmental Science and Pollution Research, 24:11061-11065.
  20. Herbort A.F., Sturm M.T., Fiedler S., Abkai G., and Schuhen K. 2018. Alkoxy-silyl induced agglomeration: a new approach for the sustainable removal of microplastic from aquatic systems. Journal of Polymers and the Environment, 26:4258-4270.
  21. Hidayaturrahman H., and Lee T.G. 2019. A study on characteristics of microplastic in wastewater of South Korea: identification, quantification, and fate of microplastics during treatment process. Marine Pollution Bulletin, 146:696-702.
  22. Kelly A., Lannuzel D., Rodemann T., Meiners K., and Auman H. 2020. Microplastic contamination in east Antarctic sea ice. Marine Pollution Bulletin, 154:111130.
  23. Lares M., Ncibi M.C., Sillanpää M., and Sillanpää M. 2018. Occurrence, identification and removal of microplastic particles and fibers in conventional activated sludge process and advanced MBR technology. Water Research, 133:236-246.
  24. Liu F., Nord N.B., Bester K., and Vollertsen J. 2020. Microplastics removal from treated wastewater by a biofilter. Water, 12:1085.
  25. Liu S.Y., Leung M.M.L., Fang J.K.H., and Chua S.L. 2021. Engineering a microbial ‘trap and release’mechanism for microplastics removal. Chemical Engineering Journal, 404:127079.
  26. Lv X., Dong Q., Zuo Z., Liu Y., Huang X., Wu W.M. 2019. Microplastics in a municipal wastewater treatment plant: Fate, dynamic distribution, removal efficiencies, and control strategies. Journal of Cleaner Production, 225:579-586.
  27. Ma B., Xue W., Hu C., Liu H., Qu J., and Li L. 2019. Characteristics of microplastic removal via coagulation and ultrafiltration during drinking water treatment. Chemical Engineering Journal, 359:159-167.
  28. Mendoza L.M.R., Karapanagioti H., and Álvarez N.R. 2018. Micro (nanoplastics) in the marine environment: current knowledge and gaps. Current Opinion in Environmental Science & Health, 1:47-51.
  29. Mintenig S., Löder M., Primpke S., and Gerdts G. 2019. Low numbers of microplastics detected in drinking water from ground water sources. Science of the Total Environment, 648:631-635.
  30. Misra A., Zambrzycki C., Kloker G., Kotyrba A., Anjass M., Franco Castillo I., Mitchell S.G., Güttel R., and Streb C. 2020. Water purification and microplastics removal using magnetic polyoxometalate‐supported ionic liquid phases (magPOM‐SILPs). Angewandte Chemie International Edition, 59:1601-1605.
  31. Nabi I., Li K., Cheng H., Wang T., Liu Y., Ajmal S., Yang Y., Feng Y., and Zhang L. 2020. Complete photocatalytic mineralization of microplastic on TiO2 nanoparticle film. Iscience, 23:101326.
  32. Ngo P.L., Pramanik B.K., Shah K., and Roychand R. 2019. Pathway, classification and removal efficiency of microplastics in wastewater treatment plants. Environmental Pollution, 255:113326.
  33. Paço A., Duarte K., da Costa J.P., Santos P.S.M., Pereira R., Pereira M.E., Freitas A.C., Duarte A.C., and Rocha-Santos T.A.P. 2017. Biodegradation of polyethylene microplastics by the marine fungus Zalerion maritimum. Science of the Total Environment, 586:10-15.
  34. Padervand M., Lichtfouse E., Robert D., and Wang C. 2020. Removal of microplastics from the environment. A review. Environmental Chemistry Letters, 18:807-828.
  35. Perren W., Wojtasik A., and Cai Q. 2018. Removal of microbeads from wastewater using electrocoagulation. ACS Omega, 3:3357-3364.
  36. Poerio T., Piacentini E., and Mazzei R. 2019. Membrane processes for microplastic removal. Molecules, 24:4148.
  37. Rajala K., Grönfors O., Hesampour M., and Mikola A. 2020. Removal of microplastics from secondary wastewater treatment plant effluent by coagulation/flocculation with iron, aluminum and polyamine-based chemicals. Water Research, 183:116045.
  38. Revel M., Châtel A., and Mouneyrac C. 2018. Micro (nano) plastics: A threat to human health? Current Opinion in Environmental Science & Health, 1:17-23.
  39. Rius-Ayra O., and Llorca-Isern N. 2021. A robust and anticorrosion non-fluorinated superhydrophobic aluminium surface for microplastic removal. Science of the Total Environment, 760:144090.
  40. Shahi N.K., Maeng M., Kim D., and Dockko S. 2020. Removal behavior of microplastics using alum coagulant and its enhancement using polyamine-coated sand. Process Safety and Environmental Protection, 141:9-17.
  41. Shrivastava A. 2018. Introduction to plastics engineering. William Andrew, New York.
  42. Siipola V., Pflugmacher S., Romar H., Wendling L., and Koukkari P. 2020. Low-cost biochar adsorbents for water purification including microplastics removal. Applied Sciences, 10:788.
  43. Simon M., Vianello A., and Vollertsen J. 2019. Removal of> 10 µm microplastic particles from treated wastewater by a disc filter. Water, 11:1935.
  44. Sturm M.T., Herbort A.F., Horn H., and Schuhen K. 2020. Comparative study of the influence of linear and branched alkyltrichlorosilanes on the removal efficiency of polyethylene and polypropylene-based microplastic particles from water. Environmental Science and Pollution Research, 27:10888-10898.
  45. Sun C., Wang Z., Chen L., and Li F. 2020a. Fabrication of robust and compressive chitin and graphene oxide sponges for removal of microplastics with different functional groups. Chemical Engineering Journal, 393:124796.
  46. Sun M., Chen W., Fan X., Tian C., Sun L., and Xie H. 2020b. Cooperative recyclable magnetic microsubmarines for oil and microplastics removal from water. Applied Materials Today, 20:100682.
  47. Talvitie J., Mikola A., Koistinen A., and Setälä O. 2017. Solutions to microplastic pollution–Removal of microplastics from wastewater effluent with advanced wastewater treatment technologies. Water research, 123:401-407.
  48. Tang Y., Zhang S., Su Y., Wu D., Zhao Y., and Xie B. 2021. Removal of microplastics from aqueous solutions by magnetic carbon nanotubes. Chemical Engineering Journal, 406:126804.
  49. Tofa T.S., Kunjali K.L., Paul S., and Dutta J. 2019. Visible light photocatalytic degradation of microplastic residues with zinc oxide nanorods. Environmental Chemistry Letters, 17:1341-1346.
  50. Vimala P., and Mathew L. 2016. Biodegradation of polyethylene using Bacillus subtilis. Procedia Technology, 24:232-239.
  51. Wang Y., Li Y., Tian L., Ju L., and Liu Y. 2021. The removal efficiency and mechanism of microplastic enhancement by positive modification dissolved air flotation. Water Environment Research, 93:693-702.
  52. Wang Z., Lin T., and Chen W. 2020a. Occurrence and removal of microplastics in an advanced drinking water treatment plant (ADWTP). Science of the Total Environment, 700:134520.
  53. Wang Z., Sedighi M., and Lea-Langton A. 2020b. Filtration of microplastic spheres by biochar: removal efficiency and immobilisation mechanisms. Water Research, 184:116165.
  54. Wei R., and Zimmermann W. 2017. Biocatalysis as a green route for recycling the recalcitrant plastic polyethylene terephthalate. Microbial Biotechnology, 10:1302.
  55. Yuan W., Liu X., Wang W., Di M., and Wang J. 2019. Microplastic abundance, distribution and composition in water, sediments, and wild fish from Poyang Lake, China. Ecotoxicology and Environmental Safety, 170:180-187.
  56. Zhang M., Yang J., Kang Z., Wu X., Tang L., Qiang Z., Zhang D., and Pan X. 2021. Removal of micron-scale microplastic particles from different waters with efficient tool of surface-functionalized microbubbles. Journal of Hazardous Materials, 404:124095.
  57. Zhou G., Wang Q., Li J., Li Q., Xu H., Ye Q., Wang Y., Shu S., and Zhang J. 2021. Removal of polystyrene and polyethylene microplastics using PAC and FeCl3 coagulation: Performance and mechanism. Science of the Total Environment, 752:141837.
  58.  
  59.  
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 248
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 219


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب