Ingenieurs van UC Berkeley hebben een mineraal gecoat zand ontwikkeld dat giftige metalen zoals lood en cadmium uit water kan opnemen. Samen met zijn vermogen om organische verontreinigende stoffen zoals bisfenol A te vernietigen, dit materiaal kan steden helpen regenwater aan te boren, een overvloedige maar onderbenutte waterbron.

De bevindingen van het team zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Milieuwetenschappen:wateronderzoek en -technologie .

Onderzoekers wisten dat de natuurlijk voorkomende mineralen die ze op zand bedekten, konden reageren met organische verontreinigingen zoals pesticiden in regenwater. Echter, het vermogen van het gecoate zand om tijdens filtratie ook schadelijke metalen te verwijderen, zou stedelijke watervoorraden kunnen ontgrendelen die waren afgeschreven. Steden met een mediterraan klimaat, zoals Los Angeles, regenwater ondergronds kan opslaan tijdens natte winters, waar het zou kunnen dienen als een goedkope, lokale aanvoer tijdens het droge seizoen. Maar deze hulpbron is grotendeels ongebruikt gebleven omdat regenwater giftige chemicaliën opneemt terwijl het door straten en goten stroomt.

"De verontreinigende stoffen die het potentieel van deze waterbron tegenhouden, komen zelden één voor één, " zei hoofdauteur Joe Charbonnet, die dit onderzoek uitvoerde als afstudeerder civiele techniek en milieutechniek. "Het is logisch dat we terugvechten met een behandelingstechnologie die deze indrukwekkende dubbele capaciteiten heeft om zowel giftige metalen als organische stoffen te verwijderen. We vermoedden dat het met mineraal gecoate zand speciaal was, maar de manier waarop het indruk op ons blijft maken met meerdere mogelijkheden is nogal buitengewoon."

Steden gooien regenwater vaak weg als vervuiling omdat het verontreiniging oppikt zoals looddeeltjes die zijn achtergelaten door tientallen jaren loodhoudende benzine-emissies of pesticiden van gazons. Blootstelling aan deze chemicaliën wordt in verband gebracht met een trage neurologische ontwikkeling bij kinderen en sommige vormen van kanker. Echter, onderzoekers zeggen dat hun gecoate zandmateriaal zou kunnen worden geïnstalleerd in regentuinen op plaatsen zoals parkeerplaatsen waar regenwater kan worden opgevangen en gereinigd. Ze schatten dat dit materiaal in een typisch infiltratiesysteem meer dan tien jaar lang metalen uit regenwater zou kunnen verwijderen, die afvoer naar ondergrondse watervoerende lagen zou transporteren. De onderzoekers zien dat dit materiaal vervuiling verandert in een oplossing voor gespannen watervoorraden, vooral in uitgedroogde steden die betalen om water te importeren.

"Regenwater sijpelde in de grond en vulde watervoerende lagen aan, " zei David Sedlak, hoogleraar civiele techniek en milieutechniek en co-auteur van het artikel. "Dat veranderde toen we stadslandschappen bedekten met harde oppervlakken zoals wegen en gebouwen. Terwijl steden met watertekort proberen uit te vinden hoe ze stedelijk regenwater terug in de grond kunnen krijgen, we maken ons grote zorgen over de kwaliteit van dat water. Ons gecoate zand kan niet één, maar twee belangrijke klassen van verontreinigingen die de grondwaterkwaliteit bedreigen tijdens infiltratie van regenwater."

Om de filtratiemedia te maken, de wetenschappers bedekten zanddeeltjes met mangaanoxide, een natuurlijk voorkomend niet-toxisch mineraal dat vaak in de bodem wordt aangetroffen. Er is al begonnen met onderzoeken hoe goed dit materiaal op grote schaal presteert. Onderzoekers hebben grote testkolommen van het met mineraal gecoate zand ingezet om regenwater te behandelen op locaties in Los Angeles en Sonoma, Californië.