Nghiên cứu sử dụng vỏ cây tràm biến tính để hấp phụ ciprofloxacin trong môi trường nước

Ô nhiễm kháng sinh trong môi trường nước, đặc biệt là sự hiện diện dai dẳng của ciprofloxacin (CIP), đã trở thành mối đe dọa nghiêm trọng đối với sức khỏe con người và hệ sinh thái. CIP, một kháng sinh fluoroquinolone phổ biến, thường không được chuyển hóa hoàn toàn và thải ra môi trường, dẫn đến tích lũy sinh học, độc tính sinh thái và góp phần vào sự phát triển kháng kháng sinh. Trong bối cảnh đó, phương pháp hấp phụ nổi lên như một giải pháp bền vững và hiệu quả để loại bỏ các chất ô nhiễm này. Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển và ứng dụng vỏ cây tràm (Melaleuca bark) đã qua biến tính làm vật liệu hấp phụ, nhằm cung cấp một giải pháp khả thi để xử lý ô nhiễm kháng sinh ở quy mô công nghiệp.

Các nhà nghiên cứu môi trường, kỹ sư hóa học, kỹ sư môi trường, nhà khoa học vật liệu và các nhà hoạch định chính sách quan tâm đến giải pháp xử lý ô nhiễm kháng sinh trong nước.

Nghiên cứu này trình bày một giải pháp tiềm năng để đối phó với vấn đề ô nhiễm ciprofloxacin (CIP) trong môi trường nước bằng cách sử dụng vỏ cây tràm (Melaleuca bark) biến tính làm vật liệu hấp phụ hiệu quả. Bằng cách thực hiện các phân tích cấu trúc như SEM, XRD và FTIR, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng quá trình biến tính giúp cải thiện đáng kể hiệu suất hấp phụ từ 58% lên 78% so với vật liệu thô. Các điều kiện hấp phụ tối ưu được xác định bao gồm nồng độ CIP ban đầu 10 ppm, pH 6, thời gian cân bằng 120 phút và liều lượng chất hấp phụ 1 g/L. Dữ liệu thực nghiệm phù hợp với cả mô hình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich, cũng như động học giả bậc hai, cho thấy khả năng hấp phụ cực đại đạt 39,84 mg/g, cao gấp ba lần vật liệu chưa biến tính và vượt trội so với nhiều vật liệu phế phẩm nông nghiệp khác. Cơ chế hấp phụ được đề xuất bao gồm sự kết hợp của tương tác tĩnh điện, tương tác π-π, liên kết hydro, tương tác kỵ nước và khuếch tán lỗ xốp. Đặc biệt, vật liệu biến tính còn thể hiện độ ổn định cao và khả năng tái sử dụng tuyệt vời sau 5 chu kỳ. Những kết quả này không chỉ khẳng định tiềm năng lớn của vỏ cây tràm biến tính trong việc xử lý và loại bỏ dư lượng kháng sinh, mà còn mở ra hướng ứng dụng ở quy mô công nghiệp, góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.