En studie avslører hvordan ekstraktet av frøene til en plante kan erstatte kjemiske koagulanter i fjerningen av PVC fra drikkevann

La Moringa oleifera fortsetter å forbløffe det vitenskapelige samfunnet. Denne planten, som har vært kjent i århundrer for sin eksepsjonelle næringsprofil, viser seg nå å være en uventet alliert i kampen mot et av vår tids mest lumske miljøgifter: microplasticsEn fersk studie utført ved Institutt for vitenskap og teknologi ved Statsuniversitetet i São Paulo (ICT-UNESP) i São José dos Campos i Brasil har faktisk vist hvordan ekstraktet av frøene kan erstatte kjemiske koagulanter brukes i systemer for fjerning av forurensende stoffer, og tilbyr en biologisk, økonomisk og svært effektiv løsning for rensing av drikkevann.

Moringa oleifera: Mirakeltreet mot mikroplast

Noen kjenner det som «pepperrot-treet» på grunn av den sterke lukten fra røttene, som inneholder sennepsoljer. Andre kaller det «miraklernes tre” eller malunggay (bokstavelig talt «livreddende tre»), fordi hver del av det har gunstige egenskaper. Og faktisk Moringa oleifera – hjemmehørende i det indiske subkontinentet og nå utbredt i store deler av den tropiske og ekvatoriale sonen – har blitt brukt i århundrer i matlaging og tradisjonell medisin, og har nylig funnet bruk som rengjøringsprodukt for husholdninger, som plantevernmiddel og som biodrivstoff.

La Moringa oleifera Det er også en av de svært sjeldne plantene som inneholder hele spekteret av aminosyrer som er nødvendige for proteinbehovet, inkludert de som kroppen vår ikke klarer å produsere. Men dens mirakuløse egenskaper slutter tydeligvis ikke der. frøekstrakter av denne planten ser faktisk ut til å være et av de mest lovende alternativene til bruk av syntetiske koagulanter i fjerning av mikroplast fra vann.

Forskere har studert potensialet til disse ekstraktene i drikkevannsbehandling i flere år nå. nytt brasiliansk studioser imidlertid ut til endelig å bekrefte effektiviteten deres i to svært utbredte metoder for vannrensing: direkte filtrering, som innebærer å passere gjennom et filter etter en flokkuleringsprosess i tanken, og innebygd filtrering, et system som innebærer å injisere reagenset direkte i røret som fører vannet til filteret.

Moringa-frøekstrakt for vannrensing: En ny studie

Den nye forskningen, finansiert av São Paulo Research Foundation (FAPESP) Som en del av prosjektet «Direkte og in-line filtrering for fjerning av mikroplast fra drikkevann», undersøkte han effektiviteten til saltvannsekstraktet fra frøene til Moringa oleifera i fjerningen av mikroplast fra polyvinylklorid aldret fra drikkevann med lav turbiditet.

Som forskerne forklarer, falt valget på PVC fordi det er en av de farligste plasttypene for helsen menneskelig (dens mutagene og kreftfremkallende potensial er nå godt dokumentert) samt en av de mest utbredte på overflater av vannforekomster og i vann behandlet med tradisjonelle prosesser. I 2024, ifølge studien, representerte PVC-mikroplast den 12,8 % av verdensproduksjonen total plast, og er nummer tre når det gjelder produksjonsvolum etter polyetylen og polypropylen.

For å simulere naturlige prosesser og gjengi egenskapene til mikroplast som faktisk er spredt i miljøet, har forskerne kunstig aldret PVC ved hjelp av ultrafiolett stråling. Vannet som var forurenset av denne aldrede PVC-en ble deretter utsatt for koagulering og filtrering i en Jar Test, en enhet som gjengir småskala vannbehandlingsprosesser. Resultatene ble deretter sammenlignet med resultatene fra de samme testene utført på vann behandlet med aluminiumsulfat, en forbindelse som brukes i tradisjonelle behandlinger.

«Vi viste at saltvannsekstraktet fra frøene er like effektivt som aluminiumsulfat, som brukes i kloakkrenseanlegg for å koagulere vann som inneholder mikroplast. I mer alkalisk vann var ytelsen enda bedre enn kjemikaliets.»

spiega Gabrielle Batista, førsteforfatter av studien, ved Agência FAPESP.

Koagulasjonens betydning for fjerning av mikroplast

I tidligere forskning demonstrerte teamet effektiviteten til moringafrø for koagulering i en komplett vannbehandlingssyklus, en prosess som inkluderer flokkulering, sedimentering og filtrering. I den nylig publiserte studien var fokuset i stedet på direkte filtrering og på vannbehandling gjennom innebygd filtreringI denne sistnevnte prosessen – som er egnet for vann med lav turbiditet, dvs. vann som ikke krever mange forberedende trinn – koaguleres vannet, noe som destabiliserer partiklene, og passerer deretter gjennom et sandfilter.

Uansett fjerningsmetoden, men koagulasjon Det viktigste trinnet gjenstår: uten det ville væskestrømmen og den naturlige elektrostatiske frastøtningen mellom partiklene hindre dem i å stoppe, slik at PVC-en kunne omgå filtrene.

Forurensende stoffer, forklarer forskerne, har en negativ elektrisk ladning på overflaten; i tillegg til å frastøte hverandre, frastøter de også sanden i filtrene. Derfor er koagulanter, som aluminiumsulfat, essensielle: de introduserer positive ladninger i vannet som "skjermer" de negative overflateladningene: ved å bryte ned denne energibarrieren kan partiklene endelig komme nær nok til at de attraktive London-van der Waals-kreftene får råde, noe som sikrer atvedheft til filtermaterialet.

En nødvendig løsning (og en liten ulempe som må løses)

Hovedfunnene i den nye studien viser at moringafrøekstrakt oppnår en fjerningseffektivitet (større enn 98 %) sammenlignbar med alun, som fungerer effektivt over et bredere pH-område og gir betydelige driftsfordeler for vannbehandlingsanlegg. Forskerne demonstrerte også at inline-filtrering, ved bruk av Moringa oleifera, tilbyr ytelse tilsvarende direkte filtrering – noe som eliminerer behovet for energikrevende flokkulering, noe som reduserer driftskostnadene betydelig.

Kom spiega Adriano Gonçalves dos Reis, som koordinerte forskningen:

«Den eneste ulempen som er opplevd så langt med aluminiumsulfat er økningen i oppløst organisk materiale, hvis fjerning kan gjøre prosessen dyrere. I liten skala, som på landlige eiendommer og i små lokalsamfunn, kan metoden imidlertid brukes økonomisk og effektivt.»

Fremtidig forskning, men dette gjelder for alle naturlige alternativer til syntetiske koagulanter, bør fokusere på metoder for frørensing, og dermed minimere utslipp av organisk materiale samtidig som effektiviteten til det naturlige koaguleringsmiddelet opprettholdes. Det som er sikkert er at vi trenger et alternativ som er bærekraftig og trygt for menneskers helse:

«Det er økende regulatorisk gransking og helsebekymringer rundt bruken av aluminium- og jernbaserte koaguleringsmidler, ettersom de ikke er biologisk nedbrytbare, etterlater giftige rester og utgjør helserisiko. Dette er grunnen til at søket etter bærekraftige alternativer har intensivert seg.»

konkluderer Reis.

Her er tre innsikter som kan interessere deg:

Mikroplastforurensning: løsningen kommer fra planter
Å se det usynlige: sensoren som finner nanoplast i havet
Et hav av plast, på kanten av den kjente verden