La problématique de ces travaux de recherche a été identifiée en se basant sur la revue de la littérature :
1. Environ 1443 tonnes de DCF sont consommées dans le monde chaque année et le DCF est considéré comme la 12ème molécule générique meilleur vendu dans le monde entier. En tant que médicament vétérinaire, le DCF peut avoir des effets néfastes sur les consommateurs secondaires, tels que les vautours qui consomment les carcasses de bovins. De plus, les résidus de DCF dans l'environnement, en particulier dans l'environnement aquatique, ont un impact négatif sur plusieurs organismes, tels que les moules et les poissons. Cependant, les mesures réglementaires / législatives visant à contrôler le DCF dans l'environnement restent minimes.
2. Indépendamment de l'emplacement géographique, les résidus de DCF ont été détectés dans les eaux de surface ainsi que dans l'eau potable dans le monde entier. De plus, la présence de DCF a également été détectée dans le sol. Dans les stations d'épuration, la dégradation (dans le système de traitement secondaire) et l'accumulation de DCF dans les boues d'épuration ont
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également été observées à différents niveaux. Le DCF est détectable en très petites concentrations, telles que μg L-1 à ng L-1 dans les eaux usées. Les interférences dues aux effets
de matrice et aux méthodes analytiques longues sont les principaux défis analytiques de l'analyse du DCF. Une méthode rapide, sensible et moins encline aux matrices pour le DCF se doit d’être développée.
3. À travers diverses sources, le DCF finit dans une usine de traitement des eaux usées. Étant le principal puits de DCF, l'usine de traitement des eaux usées joue un rôle clé dans l'élimination des DCF de l'environnement. Néanmoins, dans le système de traitement conventionnel, le DCF n'est pas efficacement éliminé de l'usine de traitement des eaux usées. En général, environ 30 à 70% d'élimination du DCF sont observés dans les usines de traitement des eaux usées. De plus, les sous-produits potentiels sont rarement étudiés.
4. Au cours des dernières décennies, l'adsorption est apparue comme une méthode de traitement efficace pour l'élimination de divers contaminants organiques émergents, tels que les produits pharmaceutiques et les adsorbants classiques, comme le charbon actif qui a été largement étudié. Cependant, ces études ont été réalisées à des concentrations élevées, telles que le niveau de mg L-
1; bien que les contaminants émergents, tels que les DCF sont présents en μg L-1 à ng L-1. De plus,
les adsorbants sont spécifiques et sélectifs aux contaminants en raison de la porosité et des restrictions de surface. Les nanoadsorbants peuvent être des adsorbants efficaces pour de nombreux contaminants; cependant, le coût de production et les préoccupations récentes sur la toxicité des nanoparticules d'ingénierie sont un inconvénient des nanoadsorbants. En tant qu'alternative à la gestion des déchets, le biocharbon à base de matière carbonée a démontré son potentiel de durabilité et a démontré son utilité en tant que produit à valeur ajoutée pour plusieurs applications environnementales. La réduction de la taille du biocharbon peut être une approche efficace pour l'élimination des contaminants par le processus d'adsorption puisque la réduction de la taille augmentera la surface totale. Avec les microparticules, on peut s'attendre à une augmentation du potentiel d'adsorption par rapport au biocharbon obtenu sous forme brute sans implication de
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coût majeur. De plus, la synthèse, la caractérisation et l'utilisation des microparticules de biocharbon pour l'adsorption ne sont pas encore étudiées et des recherches supplémentaires sont nécessaires dans ce domaine. Les études doivent donc se concentrer sur la recherche d'adsorbants rentables, écologiques et efficaces pour les micropolluants, comme le DCF.
5. Le traitement des contaminants émergents à l'aide d'enzymes est un nouveau domaine de recherche. Les enzymes ligninolytiques, en particulier la laccase, ont fait preuve d'une excellente capacité de dégradation vis-à-vis des contaminants émergents, tels que les produits pharmaceutiques. Cependant, pour l'assainissement, de grandes quantités d'enzymes sont nécessaires et par les méthodes conventionnelles, le coût de production peut être très élevé. Il faut donc étudier d'autres substrats efficaces et rentables pour produire des enzymes.
6. L'utilisation d'enzymes libres pour le traitement des contaminants présente plusieurs inconvénients. L'utilisation d'enzymes libres n'est pas rentable et les enzymes libres sont non réutilisables et sensibles aux agents de dénaturation. Par conséquent, l'utilisation de matériel d'appui pour l'immobilisation sera une approche efficace. L'immobilisation des enzymes augmentera sa stabilité et offrira une protection supplémentaire contre la dénaturation par une gamme de co- solvants organiques. En plus de ces avantages que les enzymes immobilisées fourniront, l'utilisation continue de l'enzyme à libération lente et donc une efficacité fonctionnelle accrue et une rentabilité totale est nécessaire. L'utilisation de microparticules de biocharbon comme support solide pour l'immobilisation enzymatique doit être étudiée. Les immobilisations d'enzymes sont souvent chargées de défis tels que la résistance au lessivage et à la liaison. Par conséquent, pour étudier les fixations d'immobilisation (résistance), il faut étudier diverses approches d'immobilisation telles que l'immobilisation adsorptive et covalente.
7. Les enzymes immobilisées sur le microbiocharbon auront l'avantage supplémentaire de l'adsorption des contaminants par le biocharbon et de la dégradation à médiation enzymatique. De plus, l'adsorption fournira suffisamment de temps pour l'action des enzymes. Toutefois,
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l'application d'enzymes immobilisées sous forme de lots n'est pas pratique compte tenu des volumes importants d'eaux usées à traiter et de la faisabilité industrielle. Il convient donc d'étudier une alternative appropriée pour le mode d'application des enzymes immobilisées.