Naast hun rol in de bemesting en reproductie van planten, pollen en sporen hebben een andere, verborgen talent:Met een simpele behandeling, deze goedkope, overvloedige en hernieuwbare granen kunnen worden omgezet in kleine sponsachtige deeltjes die zich kunnen hechten aan verontreinigende stoffen en ze uit het water kunnen verwijderen, wetenschappers melden. Nog beter, deze behandelde deeltjes veroorzaken geen allergieën.

De onderzoekers zullen hun resultaten vandaag presenteren op de American Chemical Society (ACS) Fall 2019 National Meeting &Exposition.

"Zelfs zeer lage niveaus van bepaalde verbindingen, zoals hormonen, geneesmiddelen of die in huishoudelijke en persoonlijke verzorgingsproducten, kan toxische effecten veroorzaken. Echter, ze kunnen vaak ontsnappen aan normale reinigingsprocessen bij afvalwaterzuiveringsinstallaties, " zegt Andrew Boa, doctoraat, wiens lab werkt aan het pollenproject. "We proberen alternatieve manieren te vinden om deze chemicaliën uit het water te verwijderen, zodat we de hoeveelheid die in het milieu terechtkomt kunnen verminderen."

Het project maakt deel uit van het grotere programma "Sullied Sediments", waarin Boa en vele andere wetenschappers de niveaus van verontreinigende stoffen in sedimenten van Europese waterwegen beoordelen, met het oog op de beoordeling van baggerspecie, het beheer van het hergebruik van sediment en het verminderen van toekomstige verontreinigingen. Deze verontreinigingen omvatten geneesmiddelen zoals de pijnstiller diclofenac en huishoudelijke chemicaliën zoals triclosan, een antimicrobiële verbinding die in tandpasta wordt gebruikt, en andere producten voor persoonlijke verzorging. Sommige van deze chemicaliën, inclusief triclosan, zijn ofwel verboden of het gebruik ervan sterk beperkt. De Europese Unie zal vanaf 2020 officieel beginnen met het monitoren van de niveaus van al deze "Watch List"-chemicaliën.

De sporenkorrels die in het onderzoek zijn gebruikt, zijn geëxtraheerd uit Lycopodium clavatum -het gewone clubmos. In hun natuurlijke staat, elk van deze microscopisch kleine korrels draagt ​​genetisch materiaal in een harde schaal die is bedekt met een buitenlaag van was en eiwitten, legt Aimilia Meichanetzoglou uit, een doctoraalstudent in het laboratorium van Boa aan de Universiteit van Hull.

Boa raakte voor het eerst geïnteresseerd in stuifmeel dankzij zijn werk met Grahame Mackenzie, doctoraat, een professor in Hull (nu emeritus) die de originele methode ontwikkelde om niet-allergene, uitgeholde stuifmeel- en sporenschelpen. Mackenzie's bedrijf, Sporomex, gebruikt de inerte omhulsels om actieve ingrediënten in te kapselen voor gecontroleerde afgifte in farmaceutische, voedsel, cosmetische en medische toepassingen.

Boa heeft het concept een heel andere richting ingeslagen. Toen hij en Meichanetzoglou de interacties van de lege hulzen met een verscheidenheid aan chemicaliën bestudeerden, ze merkten dat sommige verbindingen werden geadsorbeerd, of vastgehouden aan, het oppervlak van de schelpen. Boa realiseerde zich dat deze plakkerigheid mogelijk kan worden gebruikt om lage niveaus van verontreinigende stoffen op te vangen, en dus streefde hij dit soort toepassingen na.

Meichanetzoglou gebruikt hydrolyse om het stuifmeel te ontdoen van zijn genetische lading en wasachtige vacht, waardoor de korrels hypoallergeen zijn. Om bepaalde verontreinigende stoffen aan te pakken, ze kan de hydrolysecondities variëren en wijzigingen aanbrengen aan het oppervlak van de korrels. Bijvoorbeeld, om fosfaat te verwijderen, die in veel meststoffen wordt gebruikt, Meichanetzoglou zet ijzeroxide af op het oppervlak van de schelpen. IJzeroxide reageert met het fosfaat om onoplosbaar ijzerfosfaat te vormen, die uit het water neerslaat en aan de korrels wordt geadsorbeerd. De onderzoekers ontdekten dat de korrels bijna al het fosfaat uit watermonsters en bijna 80% van verschillende andere verontreinigende stoffen konden verwijderen.

Voor de behandeling van afvalwater moeten verschillende factoren in overweging worden genomen, zoals schaal en de mate van vervuiling. Bijvoorbeeld, woningen die een septic tank gebruiken; bepaalde gebouwen met een hoog gehalte aan geneesmiddelen in hun afvalwater, zoals ziekenhuizen of bejaardentehuizen; of gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallaties die een hele stad bedienen, zullen allemaal andere eisen stellen. Boa onderzoekt samen met waterschappen de mogelijkheden voor implementatie van deze technologie.

Boa heeft bewust geprobeerd de proceskosten laag te houden om de methode commercieel haalbaar te maken. Het mos wordt al geoogst voor andere toepassingen, Boa-aantekeningen, en het kan groeien op grond van slechte kwaliteit, dus het zal niet concurreren met voedselgewassen voor bouwland. Zijn medewerkers zijn ook begonnen met het testen van de biologische beschikbaarheid van verontreinigende stoffen die door de korrels worden opgevangen.