Bæredygtigt sand trækker forurenende stoffer fra regnvandet

UC Berkeleys ingeniører har udviklet et mineralbelagt sand, der kan opsuge giftige metaller som bly og cadmium fra vand. Sammen med dets evne til at ødelægge organiske forurenende stoffer som bisphenol A, dette materiale kan hjælpe byer med at udnytte regnvandet, en rigelig men underudnyttet vandkilde.

Holdets resultater blev offentliggjort for nylig i tidsskriftet Miljøvidenskab:Vandforskning og -teknologi .

Forskere vidste, at de naturligt forekommende mineraler, de lagde på sand, kunne reagere med organiske forurenende stoffer som pesticider i regnvand. Imidlertid, det belagte sands evne til også at fjerne skadelige metaller under filtrering kunne låse op for byvandsforsyninger, der var blevet afskrevet. Byer med middelhavsklima, ligesom Los Angeles, kunne opbevare regnvand under jorden i våde vintre, hvor det kunne tjene som en billig, lokal forsyning i den tørre sæson. Men denne ressource er for det meste blevet uudnyttet, fordi regnvand optager giftige kemikalier, når det løber gennem gader og tagrender.

"De forurenende stoffer, der holder denne vandkildes potentiale tilbage, kommer sjældent én ad gangen, " sagde studielederforfatter Joe Charbonnet, der udførte denne forskning som kandidatstuderende i civil- og miljøteknik. "Det giver mening, at vi kæmper tilbage med en behandlingsteknologi, der har disse imponerende dobbelte evner til at fjerne både giftige metaller og organiske stoffer. Vi havde en mistanke om, at det mineralbelagte sand var specielt, men den måde, den fortsætter med at imponere os med flere muligheder, er ret ekstraordinær."

Byer kasserer ofte regnvand som forurening, fordi det opsamler forurening som blypartikler efterladt fra årtiers blyholdige benzinemissioner eller pesticider fra græsplæner. Eksponering for disse kemikalier er forbundet med langsom neurologisk udvikling hos børn og nogle typer kræft. Imidlertid, forskere siger, at deres belagte sandmateriale kunne installeres i regnhaver på steder som parkeringspladser, hvor regnvand kan opsamles og renses. De vurderer, at dette materiale kan fjerne metaller fra regnvand i over et årti i et typisk infiltrationssystem, som ville føre afstrømning til underjordiske grundvandsmagasiner. Forskerne ser, at dette materiale gør forurening til en løsning for belastede vandforsyninger, især i udtørrede byer, der betaler for at importere vand.

"Regnvand plejede at trænge ned i jorden og genoplade vandførende lag, sagde David Sedlak, professor i civil- og miljøteknik og medforfatter til papiret. "Det ændrede sig, da vi dækkede bylandskaber med hårde overflader som veje og bygninger. Mens vandstressede byer forsøger at finde ud af, hvordan man får byernes regnvand tilbage i jorden, vi har alvorlige bekymringer over kvaliteten af ​​det vand. Vores belagte sand kan ikke fjerne én, men to store klasser af forurenende stoffer, der truer grundvandskvaliteten under regnvandsinfiltration."

For at fremstille filtreringsmediet, forskerne har belagt sandpartikler med manganoxid, et naturligt forekommende ugiftigt mineral, der almindeligvis findes i jord. Arbejdet er allerede begyndt for at undersøge, hvor godt dette materiale klarer sig i stor skala. Forskere har indsat store testsøjler af det mineralbelagte sand til at behandle regnvand på steder i Los Angeles og Sonoma, Californien.