ナノフィルトレーションブラインの前処理プロセスとしてのオゾン化：変換製品の監視と毒性評価

エネルギー消費量の減少、フラックス率の上昇による水再生スキームの逆浸透の代わりに、ナノフィルトレーション（NF）を使用することにかなりの関心が寄せられています。アプリケーションNFは、大きな濃縮廃棄物の流れの生成をもたらします。濃縮物の治療は、大規模な汚染物質含有量のために濃縮物が通常使用できないため、膜技術の実装のための大きなハードルです。この研究は、都市NF濃縮物の前処理、変換産物の生成、およびそれらの相対的毒性としてのオゾン化の適用に焦点を当てています。水循環で大部分が遭遇した3つの医薬品微量油剤が標的分子として選択されました：アセトアミノフェン、カルバマゼピン、アテノロール。正確な質量Q-TOF LC-MS/MS分析により、20を超えるオゾン化製品が検出され、構造提案と形成経路が詳しく説明されました。変換産物とビブリオfischeri株の急性毒性との相関関係を理解する試みがなされました。都市膜濃縮物の医薬品のオゾン化について、形質転換生成物、速度論、分解メカニズム、および毒性評価の観点から統合された研究が報告されたのは初めてです。

Considerable interest has been given to using nanofiltration (NF) in lieu of reverse osmosis for water reclamation schemes due to lower energy consumption, higher flux rates while ensuring good micropollutants rejection. The application NF results in the generation of a large concentrated waste stream. Treatment of the concentrate is a major hurdle for the implementation of membrane technologies since the concentrate is usually unusable due to a large pollutants content. This work focuses on the application of ozonation as pretreatment of urban NF concentrates, the generation of transformation products and their relative toxicity. Three pharmaceutical micropollutants largely encountered in water cycle were selected as target molecules: acetaminophen, carbamazepine and atenolol. Through accurate-mass Q-TOF LC-MS/MS analyses, more than twenty ozonation products were detected, structure proposals and formation pathways were elaborated. Attempts were made to understand the correlation between the transformation products and acute toxicity on Vibrio fischeri strain. It is the first time that an integrated study reported on the ozonation of pharmaceuticals in urban membrane concentrates, in terms of transformation products, kinetics, degradation mechanisms, as well as toxicity assessment.