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橄榄油生产残渣作为水处理吸附材料的潜力:系统性综述与可持续应用前景
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月16日 来源:Journal of Bioresources and Bioproducts 20.2
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推荐:为解决橄榄油生产废料的环境污染问题及水处理需求,研究人员系统综述了橄榄渣(OP)、橄榄石(OS)等残渣作为低成本吸附剂的应用潜力。研究表明未经处理的OP对重金属(Cu、Pb)和酚类化合物(PC)去除率超90%,纳米OS对亚甲基蓝(MB)吸附量达625 mg/g,为循环经济提供了绿色解决方案。
橄榄油作为地中海饮食的核心组成部分,全球年产量已突破320万吨,但每生产1吨橄榄油就会产生高达40万吨固体残渣和10-30万立方米废水(OMWW)。这些富含酚类、重金属的废料直接排放会导致土壤退化、水体富营养化,甚至通过食物链威胁人类健康。面对这一双重环境挑战,研究人员通过系统性文献分析,揭示了如何将"环境负担"转化为"治污利器"的绿色路径。
为全面评估橄榄油残渣的吸附潜力,研究团队采用PubMed数据库检索1996-2024年间210篇文献,最终纳入66项符合标准的研究。通过PRISMA流程筛选,重点分析原始或简单处理的残渣在真实环境条件下的吸附性能,采用SCImago Journal Rank(SJR)评估文献质量(90%来自Q1期刊)。
研究首先解析了不同残渣的来源特性:橄榄渣(OP)占比最高(占研究量的42%),因其纤维素结构提供丰富活性位点;橄榄石(OS)因木质素含量高适合热转化;而橄榄树修剪废料(OTPW)则因季节性产生量大但研究较少。通过比较Langmuir等温模型的最大吸附量(Q),发现:
重金属去除方面,磷酸处理的OP对Cu2+吸附量达35.3 mg/g,化学修饰的OTPW对Pb2+吸附量突破123.8 mg/g。值得注意的是,OP-壳聚糖复合材料在真实采矿废水中对6种重金属的同步去除率超93%,其中Pb2+的吸附量达146.3 mg/g。
酚类化合物(PC)处理中,OP生物吸附剂对真实OMWW的吸附量达789.3 mg/g,是传统活性炭(AC)的8.6倍。而OS活性炭在连续柱系统中对多酚合成溶液(PSS)的吸附量达359 mg/g,展现工业化应用潜力。
染料吸附领域,纳米级OS对亚甲基蓝(MB)的吸附量达625 mg/g,超过多数改性材料。OMWW衍生的碳/氧化钙复合材料更实现MB(1,063.3 mg/g)与扑热息痛(469.1 mg/g)的同步去除。
研究特别强调原始残渣的应用价值:未处理的OP对Cu2+去除率92%,OS对MB去除率93.7%,这种"零加工"模式大幅降低碳足迹。而转化材料如KOH活化的OSAC对2,4-二氯苯氧乙酸吸附量达727.1 mg/g,显示精准修饰的优势。
在讨论部分,作者指出这些发现直接支持联合国可持续发展目标(SDG)12和15,特别是靶标12.5(废物减量)和15.1(淡水生态保护)。欧盟循环经济行动计划(2020)中关于"产业共生"的条款,在本研究中通过"橄榄废料-水处理-土壤修复"的闭环得到实证。
该研究的创新性体现在三方面:首次系统比较原始与改性残渣的性能差异;建立"残渣-污染物-环境条件"三维关联图谱;提出分级利用策略——简单污染物用原始残渣,复杂体系用复合吸附剂。未来研究需重点解决规模化应用的瓶颈,包括吸附柱设计、微生物安全评估以及符合REACH法规的认证流程。
论文发表在《Journal of Bioresources and Bioproducts》,为农业废弃物高值化利用提供了范式转移。正如Ellen MacArthur基金会指出的,这种"从污染到净化"的转化,正是循环经济追求的"设计即再生"理念的生动实践。随着地中海国家年产600万吨橄榄渣的处理需求,该技术路线有望形成百亿级绿色产业。
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