Nanotselluloos suudab riidevärvi jäägid veest eemaldada

Rootsi Chalmersi tehnikaülikooli teadlased on välja töötanud uue biopõhise materjali, tselluloosi nanokristallidel põhineva pulbri vormi, et puhastada vett saasteainetest, sealhulgas tekstiilivärvidest. Kui saastunud vesi läbib tselluloosipulbriga filtrit, siis saasteained imenduvad ning puhastussüsteemi sattuv päikesevalgus põhjustab nende kiire ja tõhusa lagunemise. Laboratoorsed testid on näidanud, et uue meetodi ja materjaliga eemaldatakse vähemalt 80 protsenti värvi saasteainetest ning teadlased näevad häid võimalusi puhastusastet veelgi tõsta. Foto: Chalmers University of Technology, Sweden / David Ljungberg

Uus tselluloosipõhine tehnoloogia eemaldab reoveest 80 protsenti tekstiilitööstuse mürgistest saasteainetest.

Rootsi Chalmersi Tehnikaülikooli teadlased on välja töötanud uue meetodi, mille abil saab saastunud vett tselluloosipõhise materjali abil kergesti puhastada. See avastus on eriti kasulik riikidele, kus on kehvad veepuhastustehnoloogiad ja suur, mürgiseid värvainejääke vette paiskav tekstiilitööstus.

Puhas vesi on meie tervise ja elukeskkonna eeldus. Maailma Terviseorganisatsiooni (WHO) andmetel elab praegu planeedil üle kahe miljardi inimese, kellel on piiratud juurdepääs puhtale veele või puudub see üldse.

Grupp, mida juhib orgaanilise keemia dotsent Gunnar Westman, keskendub tselluloosi- ja puidupõhiste toodete uutele kasutusviisidele ning on osa Wallenbergi puiduteaduse keskusest. Vee puhastamise võti peitub tselluloosi nanokristallides. Nendel väikestel nanoosakestel on suurepärane adsorptsioonivõime. 

«Oleme loonud biopõhise materjali, suurepäraste puhastusomadustega tselluloosipulbri vormi, mida saame kohandada ja modifitseerida olenevalt eemaldatavatest saasteainetest,» ütleb Gunnar Westman.

Seob ja lagundab toksiine

Hiljuti teadusajakirjas Industrial & Engineering Chemistry Research avaldatud uuringus näitavad teadlased, kuidas nende väljatöötatud meetodi ja materjali abil saab mürgiseid värvaineid reoveest välja filtreerida. Uuring viidi läbi Indias, koostöös Malaviya riikliku tehnoloogiainstituudiga, kus tekstiilitööstuse saasteained on laialt levinud probleem.

Puhastusmeetod ei vaja survet ega kuumust ning protsessi katalüüsimiseks kasutatakse päikesevalgust. Gunnar Westman võrdleb meetodit vaarikamahla valamisega riisiteradega klaasi, mis imavad mahla endasse, muutes vee uuesti läbipaistvaks.

«Kujutage ette lihtsat puhastussüsteemi, nagu kaasaskantav kast, mis on ühendatud kanalisatsioonitoruga. Kui saastunud vesi läbib tselluloosipulbrist filtrit, siis saasteained imenduvad ja puhastussüsteemi sattuv päikesevalgus põhjustab nende kiire ja tõhusa lagunemise. See on ülesseadmise ja kasutamise mõttes kulutõhus ja lihtne süsteem ning näeme, et sellest võiks palju kasu olla riikides, kus praegu on veepuhastus kehv või olematu,» räägib ta.

Meetodit testitakse Indias

India on üks suurima tekstiilitootmisega Aasia arengumaid, kus igal aastal satub järvedesse, jõgedesse ja ojadesse suures koguses värvaineid. Tagajärjed inimestele ja keskkonnale on tõsised. Saaste sisaldab värvaineid ja raskmetalle ning võib otsesel kokkupuutel põhjustada nahakahjustusi ning toiduahelasse sattudes suurendada vähiriski ja elundikahjustusi. Lisaks mõjutab see loodust mitmel viisil, tekitades sealhulgas probleeme fotosünteesis ja taimede kasvu halvenemist.

Chalmersi teadlased toetavad nüüd oma India kolleege nende püüdlustes panna mõned riigi väiketööstused meetodit tegelikkuses katsetama. Seni on laboratoorsed katsed tööstusveega näidanud, et uue meetodiga eemaldatakse enam kui 80 protsenti värvaine saastest ning Gunnar Westman näeb häid võimalusi puhastusastet veelgi tõsta.

«Täiesti töötlemata vee väljalaskmiselt 80 protsendi saasteainete eemaldamiseni on tohutu edasiminek ning see tähendab oluliselt vähem looduse hävitamist ja kahju inimestele. Lisaks näeme, et pH-d ja töötlemisaega optimeerides on võimalust protsessi veelgi täiustada, et saaksime toota nii kastmis- kui joogivett. Oleks fantastiline, kui saaksime aidata neil tööstustel luua toimiva veepuhastussüsteemi, et ümbruskonna inimesed saaksid vett kasutada oma tervist ohtu seadmata,» sõnab ta.

Võib kasutada ka teist tüüpi saasteainete vastu

Gunnar Westman näeb suuri võimalusi kasutada tselluloosi nanokristalle ka muude veesaasteainete eemaldamiseks. Varasemas uuringus on teadlased näidanud, et kaevandus-, naha- ja metallitööstuse reovees levinud mürgise kuuevalentse kroomi jäägid saab sarnast tüüpi tselluloosipõhise materjaliga edukalt eemaldada. Rühm uurib ka seda, kuidas uurimisvaldkond saab kaasa aidata vee puhastamisele antibiootikumijääkidest. 

Nanokristallid on kristallikujulised nanoosakesed, mis on üliväikesed: nanoosakeste suurus on 1–100 nanomeetrit vähemalt ühes mõõtmes, st piki ühte telge (üks nanomeeter = üks miljardik meetrit).

Allikas: Chalmers University of Technology, EurekAlert