| Article ID | Journal | Published Year | Pages | File Type |
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| 170229 | Comptes Rendus Chimie | 2015 | 9 Pages |
Pharmaceuticals, personal care products and endocrine disruptors demonstrate huge potential to cause adverse ecological health effects at very low concentration in aquatic environment. There is a need to improve current purification technologies used in sewage and drinking-water treatment plants. This article aims at providing new insights into the recent development of natural and modified clay-based sorbents for the removal of aqueous contaminants such as pharmaceuticals and personal care products. The removal of six widely used pharmaceuticals: ibuprofen, diclofenac, ketoprofen, carbamazepine, as well as endocrine disrupting chemicals – bisphenol A and a bactericidal agent, triclosan – was examined by sorption onto eight adsorbents. Sorption was performed using natural and modified clay minerals – montmorillonite (Mt), vermiculite (VER), bentonite (B), kaolinite (K), commercial acid activated montmorillonites K10 and K30, and two carbonaceous-mineral nanocomposites, MtG5%T, BAlG3%C. This study showed that among the tested natural clays, vermiculite is the most promising sorbent for the removal of pharmaceuticals in purification processes. Among the modified clay minerals, the best results were achieved for carbonaceous bentonite and two acid activated montmorillonites K10 and K30. However, the removal of acidic pharmaceuticals on montomorillonite K10 and carbonaceous bentonite was strongly dependent on the pH value. In the case of vermiculite and acid-modified montmorillonite K30, the sorption of the selected compounds was not significantly affected by pH, which is crucial in wastewater treatment. The sorption constant divided by the specific surface area (Kd/A) is proposed to assess whether the surface area or chemical properties of the materials control the sorption process. Kd/A values were relatively high in the case of vermiculite, so it should be noticed that individual and specific surface properties of vermiculite were of crucial importance for sorption.
RésuméLa présence de produits pharmaceutiques et d’hygiène corporelle dans l’environnement a entraîné des effets défavorables sur les organismes vivants. Aujourd’hui, le besoin se fait donc ressentir d’améliorer les technologies de purification utilisées dans les usines de retraitement des eaux usées et d’eau potable. Cet article vise à fournir un nouvel aperçu sur l’évolution récente des sorbants à base d’argile naturelle et modifiée pour l’élimination des contaminants aqueux tels que les produits pharmaceutiques et les produits pour d’hygiène corporelle. Nous avons étudié l’élimination de six produits pharmaceutiques largement utilisés : l’ibuprofène, le diclofénac, le kétoprofène, le carbamazépine, ainsi que de composés chimiques perturbateurs endocriniens – le bisphénol A et un agent bactéricide, le triclosan – par sorption sur huit sorbants : des minéraux argileux naturels et modifiés. Cette étude a démontré que, parmi les argiles naturelles, la vermiculite est le sorbant le plus prometteur pour l’élimination des produits pharmaceutiques dans le processus de purification. Parmi les minéraux argileux modifiés, les meilleurs résultats ont été obtenus par la bentonite carbonée et les deux montmorillonites activés à l’acide K10 et K30. Cependant, l’élimination des produits pharmaceutiques acides sur la montmorillonite et la bentonite K10 carbonée était fortement dépendante de la valeur du pH. Dans le cas de la vermiculite et de la montmorillonite modifiée à l’acide K30, la sorption des composés choisis n’a pas été significativement affectée par le pH, ce qui est essentiel dans le traitement des eaux usées. La constante de sorption divisée par l’aire de surface spécifique (Kd/A) est le paramètre proposé afin d’évaluer si c’est la zone de surface à elle seule ou bien les propriétés chimiques des matériaux qui contrôle(nt) la sorption. Les valeurs de Kd/A sont relativement élevées dans le cas de la vermiculite, ce qui nous amène à souligner que les propriétés individuelles et spécifiques de surface de la vermiculite ont une importance significative dans le processus de sorption.
