Photochemical fate of quaternary ammonium compounds (QACs) and degradation pathways prediction through computational analysis
Notice bibliographique
Résumé
Quaternary ammonium compounds (QACs) are commonly used in many products, such as disinfectants, detergents and personal care products. However, their widespread use has led to their ubiquitous presence in the environment, posing a potential risk to human and environmental health. Several methods, including direct and indirect photodegradation, have been explored to remove QACs such as benzylalkyldimethyl ammonium compounds (BACs) and alkyltrimethyl ammonium compounds (ATMACs) from the environment. Hence, in this research, a systematic review of the literature was conducted using PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analysis) method to understand the fate of these QACs during direct and indirect photodegradation in UV/H2O2, UV/PS, UV/PS/Cu2+, UV/chlorine, VUV/UV/chlorine, O3/UV and UV/O3/TiO2 systems which produce highly reactive radicals that rapidly react with the QACs, leading to their degradation. As a result of photodegradation, several transformation products (TPs) of QACs are formed, which can pose a greater risk to the environment and human health than the parent QACs. Only limited research in this area has been conducted with fewer QACs. Hence, quantum mechanical calculations such as density functional theory (DFT)-based computational calculations using Gaussian09 software package were used here to explain better the photo-resistant nature of a specific type of QACs, such as BACs C12-18 and ATMACs C12-C18, and their transformation pathways, providing insights into active sites participating in the phototransformation. Recognizing that different advanced oxidation processes (AOPs) come with pros and cons in the elimination of QACs, this review also highlighted the importance of implementing each AOP concerning the formation of toxic transformation products and electrical energy per order (EEO), especially when QACs coexist with other emerging contaminants (ECs). Direct photolysis, a natural attenuation mechanism, is not effective for QACs due to their stable structure. However, indirect photodegradation and photocatalytic degradation can effectively remove QACs from water bodies. The combination of different treatment systems, such as UV and H2O2, UV/PS, UV/PS/Cu2+, UV/chlorine, VUV/UV/chlorine, and O3/UV, have shown positive results in degrading QACs. This comprehensive review further highlights the toxicity of QACs and their transformation products (TPs) is a concern, and additional research is needed to evaluate toxicity under different conditions and determine optimal treatment options for mitigating risks.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,003 | 0,011 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».