Fabrication of a novel bifunctional magnetic nanocomposite for colorimetric detection and removal of glyphosate.
J Hazard Mater · 2025 · 484:136772 · PMID 39647337 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 환경과 생태 > 토양 거동 · 식물 · 식이
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전 세계 농경 지역에서 가장 널리 사용되는 제초제인 글리포세이트의 과다 사용은 토양과 물에 축적되어 농업 환경, 작물 생육 및 식품 안전에 심각한 위협을 초래한다. 따라서 글리포세이트의 신속한 모니터링 및 관리를 달성하기 위한 효과적인 전략 개발이 매우 중요하다. 그러나 이전에 보고된 방법들은 수질 환경에서 글리포세이트를 동시에 검출하고 제거하는 데 거의 적용되지 않았다. 본 연구에서는 검출과 제거라는 두 가지 기능을 통합한 새로운 자성 나노복합체인 산화철/폴리도파민/그래핀산화물/산화구리($\text{Fe}_3\text{O}_4/\text{PDA}/\text{GO}/\text{CuO}$)를 제작하였으며, 이는 글리포세이트의 색 변화 검출 및 흡착을 가능하게 하였다. 색 변화 프로브로서 $\text{Fe}_3\text{O}_4/\text{PDA}/\text{GO}/\text{CuO}$는 넓은 검출 범위(0.05–1 mg/L 및 5–110 mg/L), 낮은 검출 한계(0.028 mg/L) 및 우수한 선택성을 갖추어 뛰어난 감지 성능을 나타냈다. 동시에, 이는 RGB 색상을 이용한 테스트 스트립 상에서 글리포세이트의 빠르고 민감한 육안 분석을 실현하였다. 흡착제로서 $\text{Fe}_3\text{O}_4/\text{PDA}/\text{GO}/\text{CuO}$는 수용액 중 글리포세이트의 효과적인 흡착 및 신속한 분리를 달성하였다. 나아가, 시도적으로 본 연구에서는 글리포세이트 오염수를 제거하여 작물 정화에 $\text{Fe}_3\text{O}_4/\text{PDA}/\text{GO}/\text{CuO}$의 잠재력을 탐색하였다. 본 연구는 수질 환경에서 글리포세이트 검출 및 제거를 위한 통합 전략에 새로운 아이디어를 제시하며, 제초제의 신속한 모니터링 및 관리를 위한 막대한 잠재력 또한 입증하였다.ORIGINAL ABSTRACT
Overuse of glyphosate, the most widespread herbicide used in agricultural areas around the world, causes it to accumulate in soil and water, posing a serious threat to the agricultural environment, crop growth and food safety. It is of vital significance to develop effective strategies to achieve rapid monitoring and management of glyphosate. However, previously documented methods have rarely been applied to simultaneously detect and remove glyphosate in water environments. Here, we have created a novel magnetic nanocomposite Iron-oxide/polydopamine/graphene-oxide/copper-oxide (Fe3O4/PDA/GO/CuO) that integrated the dual functions of detection and removal, enabling the colorimetric detection and adsorption of glyphosate. As a colorimetric probe, Fe3O4/PDA/GO/CuO exhibited excellent sensing performance with broad detection range (0.05-1 mg/L and 5-110 mg/L), low detection limit (0.028 mg/L), and good selectivity. Simultaneously, it realized a rapid and sensitive visual analysis of glyphosate on the test strips by RGB color. As an adsorbent, Fe3O4/PDA/GO/CuO obtained effective adsorption and rapid separation of glyphosate in water solution. Moreover, as an attempt, we explored the potential of Fe3O4/PDA/GO/CuO for crop remediation by removing glyphosate-contaminated water. This work opens up a new idea for the integrated strategy of glyphosate detection and removal in water environments and also demonstrates its enormous potential for rapid monitoring and management of herbicide.| 저자 | Du, Y.; Liu, Z.; He, F. |
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| 저널 | Journal of hazardous materials |
| 권·호·쪽 | 484, 136772 |
| PMID | 39647337 |
| DOI | 10.1016/j.jhazmat.2024.136772 |
| MeSH | Glyphosate; Glycine; Colorimetry; Nanocomposites; Water Pollutants, Chemical; Herbicides; Copper; Adsorption; Polymers; Graphite; Indoles; Limit of Detection |