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Acids from fruits generate photoactive Fe-complexes, enhancing solar disinfection of water (SODIS): A systematic study of the novel " fruto-Fenton " process, effective over a wide pH range (4-9) .

Résumé

This study aimed to enhance solar disinfection (SODIS) by the photo-Fenton process, operated at natural pH, through the re-utilization of fruit wastes. For this purpose, pure organic acids present in fruits and alimentary wastes were tested and compared with synthetic complexing agents. Owing to solar light, complexes between iron and artificial or natural chelators can be regenerated through ligand-to-metal charge transfer (LMCT) during disinfection. The target complexes were photoactive under solar light, and the Fe:Ligand ratios for ex situ prepared iron complexes were assessed, achieving a balance between iron solubilization and competition with bacteria as a target for oxidizing species. In addition, waste extracts containing natural acidic ligands were an excellent raw material for our disinfection enhancement purposes. Indeed, lemon and orange juice or their peel infusions turned out to be more efficient than commercially available organic acids, leading to complete inactivation in less than 1 h by this novel "fruto-Fenton" process, i.e. in the presence of a fruit-derived ligand, Fe(II) and H2O2. Finally, its application in Lake Leman water and in situ complex generation led to effective bacterial inactivation, even in mildly alkaline surface waters. This work proposes interesting SODIS and fruit-mediated photo-Fenton enhancements for bacterial inactivation in resource-poor contexts and/or under the prism of circular economy.

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Portable water purification
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Énergie solaire
Lénergie solaire est la fraction de l'énergie électromagnétique provenant du Soleil, traversant l’atmosphère qui en absorbe une partie, et parvenant à la surface de la Terre. L'énergie solaire est à l'origine du cycle de l'eau, du vent et de la photosynthèse réalisée par le règne végétal, dont dépend le règne animal via les chaînes alimentaires. Le Soleil est à l'origine de la plupart des énergies sur Terre, à l'exception de l'énergie nucléaire et de la géothermie profonde.
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