Rengøring af forurenende stoffer fra vand med pollen og sporer - uden achoo!

Ud over deres rolle i plantebefrugtning og reproduktion, pollen og sporer har en anden, skjult talent:Med en enkel behandling, disse billige, rigelige og vedvarende kerner kan omdannes til små svampelignende partikler, der kan gribe fat i forurenende stoffer og fjerne dem fra vand, forskere rapporterer. Endnu bedre, disse behandlede partikler udløser ikke allergi.

Forskerne vil i dag præsentere deres resultater på American Chemical Society (ACS) National Meeting &Exposition efterår 2019.

"Selv meget lave niveauer af visse forbindelser, såsom hormoner, lægemidler eller produkter i husholdnings- og personlig plejeprodukter kan forårsage toksiske virkninger. Imidlertid, de kan ofte undslippe normale oprydningsprocesser på spildevandsrensningsanlæg, "siger Andrew Boa, Ph.d., hvis laboratorium arbejder på pollenprojektet. "Vi forsøger at finde alternative måder at fjerne disse kemikalier fra vand, så vi kan reducere mængden, der kommer ud i miljøet."

Projektet er en del af det større "Sullied Sediments" -program, hvor Boa og mange andre forskere vurderer forurenende niveauer i sedimenter fra europæiske vandveje, med henblik på at vurdere mudret sediment, håndtering af sedimentgenbrug og reducering af fremtidige forureninger. Disse forurenende stoffer omfatter lægemidler, såsom smertestillende diclofenac og husholdningskemikalier, såsom triclosan, en antimikrobiel forbindelse, der bruges i tandpasta, og andre produkter til personlig pleje. Nogle af disse kemikalier, herunder triclosan, er enten forbudt eller deres anvendelse stærkt begrænset. Den Europæiske Union vil officielt begynde at overvåge niveauerne af alle disse "Watch List" -kemikalier fra 2020 og frem.

De sporkorn, der blev brugt i undersøgelsen, ekstraheres fra Lycopodium clavatum - den fælles klubmos. I deres naturlige tilstand, hvert af disse mikroskopiske korn bærer genetisk materiale inde i en hård skal, der er belagt med et ydre lag af voks og proteiner, forklarer Aimilia Meichanetzoglou, en doktorand i Boas laboratorium ved University of Hull.

Boa blev først interesseret i pollen takket være sit arbejde med Grahame Mackenzie, Ph.d., en Hull-professor (nu emeritus), der udviklede den originale metode til dannelse af ikke-allergifremkaldende, udhulede pollen- og sporeskaller. Mackenzies firma, Sporomex, bruger de inerte skaller til at indkapsle aktive ingredienser til kontrolleret frigivelse i farmaceutisk, mad, kosmetiske og medicinske anvendelser.

Boa har taget konceptet i en helt anden retning. Da han og Meichanetzoglou studerede de tomme skallers interaktion med en række forskellige kemikalier, de bemærkede, at nogle af forbindelserne blev adsorberet, eller holdt fast i, overfladen af ​​skallerne. Boa indså, at denne klæbrighed potentielt kunne bruges til at fange lave niveauer af forurenende stoffer, og derfor forfulgte han denne form for ansøgning.

Meichanetzoglou bruger hydrolyse til at befri pollenet fra dets genetiske last og voksagtige pels, hvilket gør kornene allergivenlige. For at målrette mod bestemte forurenende stoffer, hun kan variere hydrolyseforholdene og foretage ændringer af overfladen af ​​kornene. For eksempel, at fjerne fosfat, som bruges i mange gødninger, Meichanetzoglou aflejrer jernoxid på overfladen af ​​skallerne. Jernoxid reagerer med fosfatet for at danne uopløseligt jernphosphat, som udfældes ud af vandet og bliver adsorberet på kornene. Forskerne fandt ud af, at kornene kunne fjerne næsten alt fosfatet fra vandprøver og næsten 80% af flere andre forurenende stoffer.

Behandling af spildevand kræver forskellige faktorer, såsom skala og forureningsgrad. For eksempel, hjem, der bruger en septiktank; særlige bygninger med et højt niveau af lægemidler i deres spildevand, såsom hospitaler eller plejehjem for ældre; eller kommunale spildevandsrensningsanlæg, der betjener en hel by, vil alle have forskellige krav. Boa undersøger muligheder med lokale vandmyndigheder for implementering af denne teknologi.

Boa har med vilje forsøgt at holde procesomkostningerne nede for at gøre metoden kommercielt mulig. Moset er allerede høstet til andre anvendelser, Boa bemærker, og den kan vokse på jord af dårlig kvalitet, så det vil ikke konkurrere med fødeafgrøder om agerjord. Hans samarbejdspartnere er også begyndt at teste biotilgængeligheden af ​​forurenende stoffer fanget af kornene.