Porøs krystal fra ekstrakt af granatæble fjerner medicinrester i spildevand

Et hold svenske forskere fra Stockholm Universitet har skabt et porøst materiale, som kan hjælpe med at rense vand for forurenende medicinrester. Ved hjælp af granatæbleekstrakt har de udviklet en porøs krystal, som kan suge farmaceutiske molekyler til sig i forskellige typer spildevand.

Selvom farmaceutiske produkter kan være godt for vores helbred, så skal de helst ikke være i vores ferskvand, som særligt kan påvirke dyrelivet i naturen. Nye organiske forureningskilder, kaldet EOC’er (fra engelsk emerging organic contaminants), er blevet en stigende trussel mod ferskvandsressourcer verden over.

Med det nye materiale håber forskerne, at de kan hjælpe med fjerne de medicinrester, som spildevandsrensningsanlæg ikke kan fange. Det skriver de i en forskningsartikel offentliggjort i tidsskriftet Nature Water.

Porøse materialer opfører sig som svampe, og de er blevet populære til at fjerne forurenende stoffer i vand. Metalorganiske forbindelser, populært kaldet MOF’er (fra engelsk metal-organic frameworks), er en type nanoporøst materiale, som består af organiske molekyler og metalioner.

Materiale udviklet fra frugt

Hvor de fleste MOF’er udvikles ved hjælp af syntetiske, organiske molekyler, så har de svenske forskere udviklet deres porøse MOF ved at bruge antioxidanten ellaginsyre, som er et naturligt fremkommende molekyle, der findes i grøntsager og frugter – blandt andet granatæbler.

»Ellaginsyre er en af hovedbygningsenhederne i naturligt forekommende polyfenoler kendt som tanniner, der er almindelige i frugter, bær, nødder og træbark. Ved at kombinere ellaginsyre, som blev udvundet fra enten granatæbleskal eller træbark, med zirconiumioner, udviklede vi en ny højporøs MOF, som vi døbte SU-102,« fortæller Erik Svensson Grape, der er ph.d.-studerende og tilknyttet projektet i en pressemeddelelse.

For at teste SU-102’s ydeevne, fik forskerne adgang til et lokalt spildevandsrensningsanlæg. Her afprøvede de materialet af i vand, som allerede var blevet renset i anlægget. I det ellers rensede vand havde forskergruppen nemlig fundet 17 EOC’er, som endnu ikke var blevet nedbrudt.

Efter at have ladet den nye porøse krystal hvile i vandet, viste en analyse efterfølgende, at materialet havde fjernet 9 forurenende kilder med en effektivitet på mellem 79 til 99,6 procent. Herefter brugte forskerne lys tul at nedbryde nogle af de forurenende stoffer i krystallen ved hjælp af en proces kendt som fotonedbrydning.

Forskerne fremhæver i forskningsprojektet vigtigheden af rent ferskvand, da tilgængeligheden til disse ressourcer er under pres. Derudover truer den øgede mængde EOC’er i vandet vores biodiversitet.

Lægemidler, produkter til personlig pleje, farvestoffer, pesticider samt veterinær- og industriprodukter leverer stoffer, som almindelige rensningsanlæg ikke kan nedbryde, skriver de. De henviser til nyere forskning, der viste, at EOC’er blev fundet på mere end en fjerdedel af 1.052 testlokationer i 104 lande.

»Dette har været et meget spændende projekt, da vi fik mulighed for at arbejde direkte med vandprøver fra et renseanlæg og derved finde en applikation, hvor vores materiale kunne bruges til et meget presserende miljøproblem. Vi håber en dag, at SU-102 vil blive brugt i større skala og også til andre miljøanvendelser,« slutter Erik Svensson Grape.