Een onderzoek onthult hoe het extract van de zaden van een plant werkt. kan chemische stollingsmiddelen vervangen bij de verwijdering van PVC uit drinkwater.

La Moringa oleifera Deze plant blijft de wetenschappelijke gemeenschap verbazen. Al eeuwenlang bekend om zijn uitzonderlijke voedingswaarde, blijkt deze plant nu een onverwachte bondgenoot te zijn in de strijd tegen een van de meest verraderlijke verontreinigende stoffen van onze tijd: microplasticsEen recent onderzoek, uitgevoerd aan het Instituut voor Wetenschap en Technologie van de Staatsuniversiteit van São Paulo (ICT-UNESP) in São José dos Campos, Brazilië, heeft aangetoond hoe het extract van de zaden kan vervang chemische stollingsmiddelen Het wordt gebruikt in systemen voor het verwijderen van verontreinigende stoffen en biedt een biologische, economische en zeer efficiënte oplossing voor de zuivering van drinkwater.

Moringa oleifera: De wonderboom tegen microplastics

Sommigen kennen hem als de "mierikswortelboom", vanwege de sterke geur van zijn wortels, die mosterdolie bevatten. Anderen noemen hem "boom der wonderen"of malunggay (letterlijk "levensreddende boom"), omdat elk onderdeel ervan gunstige eigenschappen heeft. En in feite Moringa oleifera – afkomstig van het Indische subcontinent en nu wijdverspreid in een groot deel van de tropische en equatoriale zone – wordt al eeuwenlang gebruikt in de keuken en de traditionele geneeskunde, en wordt de laatste tijd ook ingezet als huishoudelijk schoonmaakmiddel, als bestrijdingsmiddel en als biobrandstof.

La Moringa oleifera Het is bovendien een van de weinige planten die alle essentiële aminozuren bevat die nodig zijn voor de eiwitproductie, inclusief de aminozuren die ons lichaam niet zelf kan aanmaken. Maar de wonderbaarlijke eigenschappen ervan houden daar blijkbaar niet op. zaadextracten van deze plant lijken in feite een van de meest veelbelovende alternatieven te zijn voor het gebruik van synthetische stollingsmiddelen in microplastics uit water verwijderen.

Onderzoekers bestuderen al enkele jaren de mogelijkheden van deze extracten voor de behandeling van drinkwater. nieuwe Braziliaanse studioHet lijkt er echter op dat hun effectiviteit eindelijk bevestigd wordt bij twee veelgebruikte methoden voor waterzuivering: de directe filtratie, waarbij het na een flocculatieproces in de tank door een filter gaat, en de inline filtratieeen systeem waarbij het reagens rechtstreeks in de leiding wordt geïnjecteerd die het water naar het filter transporteert.

Moringa-zaadextract voor waterzuivering: een nieuwe studie

Het nieuwe onderzoek, gefinancierd door de Onderzoeksstichting São Paulo (FAPESP) Als onderdeel van het project "Directe en inline filtratie voor de verwijdering van microplastics uit drinkwater" onderzocht hij de effectiviteit van het zoutextract van de zaden van Moringa oleifera bij het verwijderen van microplastics uit polyvinylchloride gerijpt uit drinkwater met een lage troebelheid.

Zoals de onderzoekers uitleggen, viel de keuze op PVC omdat het een van de gevaarlijkste plastics voor de gezondheid PVC-microplastics zijn schadelijk voor de mens (het mutagene en carcinogene potentieel ervan is inmiddels goed gedocumenteerd) en komen het meest voor op het oppervlak van waterlichamen en in water dat met traditionele processen is behandeld. Volgens de studie vertegenwoordigden PVC-microplastics in 2024 de grootste groep. 12,8% van de wereldproductie Het grootste plastic in totaal, dat qua productievolume op de derde plaats staat na polyethyleen en polypropyleen.

Om natuurlijke processen te simuleren en de eigenschappen van microplastics die daadwerkelijk in het milieu verspreid zijn na te bootsen, hebben de onderzoekers kunstmatig verouderd PVC met behulp van ultraviolette straling. Het water dat verontreinigd was met dit verouderde PVC werd vervolgens onderworpen aan coagulatie en filtratie in een Jar Test, een apparaat dat kleinschalige waterzuiveringsprocessen nabootst. De resultaten werden vervolgens vergeleken met die van dezelfde tests uitgevoerd op water dat behandeld was met aluminiumsulfaat, een verbinding die gebruikt wordt bij traditionele zuiveringsprocessen.

"We hebben aangetoond dat het zoutextract van de zaden even effectief is als aluminiumsulfaat, dat in rioolwaterzuiveringsinstallaties wordt gebruikt om water met microplastics te laten coaguleren. In alkalischer water was de werking zelfs beter dan die van de chemische stof."

legt uit Gabrielle Batista, eerste auteur van de studie, bij Agência FAPESP.

Het belang van coagulatie bij het verwijderen van microplastics

In eerder onderzoek toonde het team de effectiviteit aan van moringazaden voor coagulatie in een complete waterzuiveringscyclus, een proces dat flocculatie, sedimentatie en filtratie omvat. In de recent gepubliceerde studie lag de focus echter op directe filtratie en over waterzuivering via inline filtratieBij dit laatste proces – geschikt voor water met een lage troebelheid, d.w.z. water dat weinig voorbereidende stappen vereist – wordt het water gecoaguleerd, waardoor de deeltjes destabiliseren, en vervolgens door een zandfilter geleid.

Ongeacht de verwijderingsmethode, de stolling De cruciale stap blijft: zonder deze stap zouden de vloeistofstroom en de natuurlijke elektrostatische afstoting tussen de deeltjes voorkomen dat ze tot stilstand komen, waardoor het PVC de filters zou kunnen omzeilen.

Verontreinigende stoffen hebben volgens de onderzoekers een negatieve elektrische lading Op hun oppervlak stoten ze elkaar niet alleen af, maar ook het zand in de filters. Daarom zijn stollingsmiddelen, zoals aluminiumsulfaat, essentieel: ze brengen positieve ladingen in het water die de negatieve oppervlakteladingen "afschermen". Door deze energiebarrière te doorbreken, kunnen de deeltjes uiteindelijk dicht genoeg bij elkaar komen om de aantrekkende London-van der Waals-krachten te laten prevaleren, waardoor de filtering wordt gewaarborgd.hechting aan het filtermateriaal.

Een noodzakelijke oplossing (en een klein ongemak dat verholpen moet worden)

De belangrijkste bevindingen van de nieuwe studie tonen aan dat moringa-zaadextract het volgende bereikt: een verwijderingsefficiëntie (groter dan 98%) vergelijkbaar met die van aluin, effectief werkend over een breder pH-bereik en aanzienlijke operationele voordelen biedend voor waterzuiveringsinstallaties. De onderzoekers toonden ook aan dat inline-filtratie, met behulp van de Moringa oleiferaHet systeem biedt prestaties die gelijkwaardig zijn aan directe filtratie, waardoor de energie-intensieve flocculatie overbodig wordt en de bedrijfskosten aanzienlijk worden verlaagd.

Zoals hij uitlegt Adriano Gonçalves dos Reisdie het onderzoek coördineerde:

"Het enige nadeel dat tot nu toe is geconstateerd bij aluminiumsulfaat is de toename van opgeloste organische stoffen, waarvan de verwijdering het proces duurder zou kunnen maken. Op kleine schaal, bijvoorbeeld op landbouwpercelen en in kleine gemeenschappen, zou de methode echter economisch en efficiënt kunnen worden toegepast."

Toekomstig onderzoek, en dit geldt voor alle natuurlijke alternatieven voor synthetische stollingsmiddelen, zou zich moeten richten op zaadzuiveringsmethodenwaardoor de uitstoot van organisch materiaal tot een minimum wordt beperkt, terwijl de effectiviteit van het natuurlijke stollingsmiddel behouden blijft. Wat zeker is, is dat we een alternatief nodig hebben dat duurzaam en veilig is voor de menselijke gezondheid:

"Er is steeds meer toezicht vanuit de regelgeving en bezorgdheid over de gezondheid rond het gebruik van stollingsmiddelen op basis van aluminium en ijzer, omdat deze niet biologisch afbreekbaar zijn, giftige resten achterlaten en gezondheidsrisico's met zich meebrengen. Daarom is de zoektocht naar duurzame alternatieven geïntensiveerd."

concludeert Reis.

Hier zijn drie inzichten die u wellicht interesseren:

Microplastic vervuiling: de oplossing komt van planten
Het onzichtbare zichtbaar maken: de sensor die nanoplastics in de zee detecteert.
Een oceaan van plastic, aan de rand van de bekende wereld.