Risskaller kan fjerne mikrocystintoksiner fra vand

Forskere ved University of Toledo har opdaget, at risskaller effektivt kan fjerne mikrocystin fra vand, et fund, der kan have vidtrækkende konsekvenser for samfund langs de store søer og på tværs af udviklingslandene.

Et rigeligt og billigt landbrugsbiprodukt, risskaller er tidligere blevet undersøgt som en vandrensningsopløsning. Imidlertid, det er første gang, de har vist sig at fjerne mikrocystin, giftstoffet frigivet ved skadelig algeopblomstring.

Resultaterne af undersøgelsen blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Videnskab om det samlede miljø .

"At levere rent vand er afgørende, og det bliver virkelig vigtigt at finde en økonomisk levedygtig løsning til at levere rent vand til mennesker over hele verden. Dette enkle materiales evne til at være kraftfuldt nok til at løse dette problem er imponerende, " sagde Dr. Jon Kirchhoff, Fornem universitetsprofessor og formand for Kemi- og Biokemiafdelingen.

Forskningen, ledet af Kirchhoff og Dr. Dragan Isailovic, lektor i kemi ved Højskolen for Naturvidenskab og Matematik, brugte økologiske risskaller, der blev behandlet med saltsyre og opvarmet til 250 grader celsius.

Risskallene blev derefter spredt i en række vandprøver indsamlet fra Lake Erie under den skadelige algeopblomstring i 2017 for at måle, hvor meget af toksinet de kunne absorbere.

Forskere fandt, at risskallene fjernede mere end 95 procent af mikrocystin MC-LR - den mest almindelige type fundet i Lake Erie - i koncentrationer på op til 596 dele pr. milliard (ppb). Selv i koncentrationer, der nærmer sig 3, 000 ppb, mere end 70 procent af MC-LR blev fjernet, og andre typer MC'er blev også fjernet.

"Vi så på fjernelse af mikrocystiner fra rigtige miljøprøver, og materialet har fungeret rigtig godt, " sagde Isailovic. "Vi taler om ekstremt høje koncentrationer af mikrocystiner, der stammer fra cyanobakterielle celler. Normalt om sommeren, vi har meget, meget lavere koncentrationer i Lake Erie."

United States Environmental Protection Agency anbefaler en 10-dages drikkevandsretningslinje om, at små børn ikke drikker vand, der indeholder mere end i alt 0,3 ppb mikrocystin, og børn og voksne i skolealderen ikke drikker vand, der indeholder mere end i alt 1,6 ppb mikrocystin .

Ud over deres effektivitet, risskaller har en række andre tiltalende egenskaber. De er billige – forskerne betalte 14,50 dollars for en halv kubikfod, og køb i bulk ville bringe prisen betydeligt ned – og de er i stand til at blive genbrugt.

Opvarmning af mikrocystinholdige risskaller til 560 grader Celsius ødelægger toksinerne og producerer silicapartikler, som kan bruges i andre applikationer.

Forskerne håber, at deres opdagelse kan skaleres op ud over laboratoriet for at udvikle en mere miljøvenlig metode til behandling af vand, der er blevet forurenet af skadelige algeopblomstringer eller billige, men effektive filtreringssystemer til udviklingslandene.

"Vi kunne potentielt bruge dette let tilgængelige materiale til at rense vand, før det overhovedet når ind i Lake Erie, " sagde Isailovic. "Der er tekniske løsninger, der skal laves, men en af ​​vores drømme er at anvende det, vi udvikler i vores laboratorier, til at levere sikkert drikkevand."