En undersøgelse afslører, hvordan ekstraktet af frøene fra en plante kan erstatte kemiske koagulanter i fjernelsen af ​​PVC fra drikkevand

La Moringa oleifera fortsætter med at forbløffe det videnskabelige samfund. Denne plante, der i århundreder har været kendt for sin exceptionelle ernæringsprofil, viser sig nu at være en uventet allieret i kampen mod et af de mest lumske forurenende stoffer i vores tid: microplasticsEn nylig undersøgelse foretaget på Institut for Videnskab og Teknologi ved Statsuniversitetet i São Paulo (ICT-UNESP) i São José dos Campos, Brasilien, har faktisk vist, hvordan ekstraktet af dets frø kan udskift kemiske koagulanter Anvendes i systemer til fjernelse af forurenende stoffer og tilbyder en biologisk, økonomisk og yderst effektiv løsning til rensning af drikkevand.

Moringa oleifera: Mirakeltræet mod mikroplastik

Nogle kender det som "peberrodstræet" på grund af den stærke lugt fra dets rødder, som indeholder sennepsolier. Andre kalder det "miraklernes træ" eller malunggay (bogstaveligt talt "livreddende træ"), fordi hver del af det har gavnlige egenskaber. Og faktisk Moringa oleifera – hjemmehørende i det indiske subkontinent og nu udbredt i store dele af den tropiske og ækvatoriale zone – har været brugt i århundreder i madlavning og traditionel medicin og er for nylig blevet anvendt som rengøringsmiddel til husholdningsbrug, som pesticid og som biobrændstof.

La Moringa oleifera Det er også en af ​​de meget sjældne planter, der indeholder hele spektret af aminosyrer, der er nødvendige for proteinbehovet, inklusive dem, som vores krop ikke selv kan producere. Men dens mirakuløse egenskaber slutter tilsyneladende ikke der. frøekstrakter af denne plante synes faktisk at være et af de mest lovende alternativer til brugen af ​​syntetiske koagulanter i fjernelse af mikroplast fra vand.

Forskere har i flere år undersøgt potentialet af disse ekstrakter i drikkevandsbehandling. nyt brasiliansk studiesynes dog endelig at bekræfte deres effektivitet i to meget udbredte metoder til vandrensning: direkte filtrering, hvilket involverer passage gennem et filter efter en flokkuleringsproces i tanken, og inline-filtrering, et system, der involverer indsprøjtning af reagenset direkte i røret, der fører vandet til filteret.

Moringa-frøekstrakt til vandrensning: En ny undersøgelse

Den nye forskning, finansieret af São Paulo Research Foundation (FAPESP) Som en del af projektet “Direkte og in-line filtrering til fjernelse af mikroplast fra drikkevand” undersøgte han effektiviteten af ​​saltvandsekstraktet fra frøene fra Moringa oleifera i fjernelsen af ​​mikroplast fra polyvinylchlorid lagret fra drikkevand med lav turbiditet.

Som forskerne forklarer, faldt valget på PVC, fordi det er en af ​​de farligste plasttyper for helbredet menneskelig (dets mutagene og kræftfremkaldende potentiale er nu veldokumenteret) samt en af ​​de mest udbredte på overflader af vandområder og i vand behandlet med traditionelle processer. I 2024, ifølge undersøgelsen, repræsenterede PVC-mikroplast den 12,8% af verdensproduktionen total plastik, der rangerer som nummer tre målt på produktionsvolumen efter polyethylen og polypropylen.

For at simulere naturlige processer og reproducere egenskaberne af mikroplast, der faktisk spredes i miljøet, har forskerne kunstigt ældet PVC ved hjælp af ultraviolet stråling. Vandet, der var forurenet med denne ældede PVC, blev derefter udsat for koagulation og filtrering i en Jar Test, en enhed der reproducerer vandbehandlingsprocesser i lille skala. Resultaterne blev derefter sammenlignet med resultaterne af de samme tests udført på vand behandlet med aluminiumsulfat, en forbindelse der anvendes i traditionelle behandlinger.

"Vi demonstrerede, at saltvandsekstraktet fra frøene er lige så effektivt som aluminiumsulfat, der bruges i spildevandsrensningsanlæg til at koagulere vand, der indeholder mikroplast. I mere alkalisk vand var dets ydeevne endda bedre end kemikaliets."

spiega Gabrielle Batista, førsteforfatter af undersøgelsen, hos Agência FAPESP.

Koagulationens betydning for fjernelse af mikroplast

I tidligere forskning demonstrerede teamet effektiviteten af ​​moringafrø til koagulering i en komplet vandbehandlingscyklus, en proces der omfatter flokkulering, sedimentation og filtrering. I det nyligt offentliggjorte studie var fokus i stedet på direkte filtrering og om vandbehandling gennem inline-filtreringI sidstnævnte proces – egnet til vand med lav turbiditet, dvs. vand der ikke kræver mange indledende trin – koaguleres vandet, hvilket destabiliserer partiklerne, og passerer derefter gennem et sandfilter.

Uanset fjernelsesmetoden, dog koagulation Det vigtigste trin er stadig: uden det ville væskestrømmen og den naturlige elektrostatiske frastødning mellem partiklerne forhindre dem i at stoppe, hvilket ville give PVC'en mulighed for at omgå filtrene.

Forurenende stoffer, forklarer forskerne, har en negativ elektrisk ladning på deres overflade; udover at frastøde hinanden, frastøder de også sandet i filtrene. Derfor er koagulanter, såsom aluminiumsulfat, essentielle: de introducerer positive ladninger i vandet, der "skærmer" de negative overfladeladninger: ved at nedbryde denne energibarriere kan partiklerne endelig komme tæt nok på til at tillade de attraktive London-van der Waals-kræfter at sejre, hvilket sikrervedhæftning til filtermaterialet.

En nødvendig løsning (og en lille ulempe, der skal løses)

Hovedresultaterne af den nye undersøgelse viser, at moringa-frøekstrakt opnår en fjernelseseffektivitet (større end 98%) sammenlignelig med alun, der fungerer effektivt over et bredere pH-område og tilbyder betydelige driftsmæssige fordele for vandbehandlingsanlæg. Forskerne demonstrerede også, at inline-filtrering ved hjælp af Moringa oleifera, tilbyder en ydeevne svarende til direkte filtrering – hvilket eliminerer behovet for energikrævende flokkulering, hvilket reducerer driftsomkostningerne betydeligt.

Som han forklarer Adriano Gonçalves dos Reis, som koordinerede forskningen:

"Den eneste ulempe, der hidtil er stødt på med aluminiumsulfat, er stigningen i opløst organisk materiale, hvis fjernelse kan gøre processen dyrere. I lille skala, såsom på landdistrikter og i små samfund, kan metoden dog anvendes økonomisk og effektivt."

Fremtidig forskning, men dette gælder for alle naturlige alternativer til syntetiske koagulanter, bør fokusere på metoder til rensning af frøog minimerer dermed frigivelsen af ​​organisk materiale, samtidig med at effektiviteten af ​​det naturlige koaguleringsmiddel opretholdes. Det, der er sikkert, er, at vi har brug for et alternativ, der er bæredygtigt og sikkert for menneskers sundhed:

"Der er voksende regulatorisk kontrol og sundhedsmæssige bekymringer omkring brugen af ​​aluminium- og jernbaserede koaguleringsmidler, da de ikke er bionedbrydelige, efterlader giftige rester og udgør sundhedsrisici. Derfor er søgningen efter bæredygtige alternativer intensiveret."

konkluderer Reis.

Her er tre indsigter, som måske interesserer dig:

Mikroplastikforurening: Løsningen kommer fra planter
At se det usynlige: Sensoren, der finder nanoplast i havet
Et hav af plastik, på kanten af ​​den kendte verden