Een team van onderzoekers van de Florida State University die nieuwe methoden bestudeerden om giftige zware metalen uit biovaste stoffen te verwijderen - het vaste afval dat overblijft na rioolwaterzuivering - ontdekte dat de sleutel een korte draai door een magnetron is.

De methode verwijderde drie keer de hoeveelheid lood uit biovaste stoffen in vergelijking met conventionele middelen en zou de totale verwerkingskosten met meer dan 60 procent kunnen verminderen, waardoor het een mogelijke technische oplossing is om kunstmest te helpen produceren en meer mensen in staat te stellen te leven met schone grond en water. Het onderzoek is gepubliceerd in de Journal of Cleaner Production .

"Biosolids zijn een waardevolle hulpbron, maar zware metalen verhinderen het gebruik ervan, " zei Gang Chen, een professor in civiele en milieutechniek aan het FAMU-FSU College of Engineering.

Naarmate de menselijke bevolking van de planeet groeit en meer mensen naar steden verhuizen, rioolwaterzuiveringsinstallaties over de hele wereld produceren meer biosolids. Die bijproducten worden vaak gestort op stortplaatsen of in verbrandingsovens, maar er zijn nadelen aan die oplossingen, zoals hoge kosten of secundaire vervuiling door het zuiveringsproces zelf.

Een andere optie is om de biologische vaste stoffen te composteren, ze gebruiken als ingrediënt in kunstmest die een tweede leven krijgt in de landbouw. In de Verenigde Staten, ongeveer de helft van alle biosolids wordt gerecycled.

Voordat verwijdering of recycling kan plaatsvinden, ze moeten veilig worden gemaakt om te gebruiken. Een obstakel is de aanwezigheid van zware metalen, zo genoemd vanwege hun hoge atoomgewicht. Omdat deze potentiële toxines vanuit biologische vaste stoffen in het milieu kunnen uitlogen, het is belangrijk om ze eruit te halen. Echter, dat extractie duur kan zijn.

Chen en zijn team gebruikten hun kennis van energie om een ​​efficiënter proces te ontwikkelen.

Het onderzoek begon vanuit de theorie. Ze berekenden de hoeveelheid energie die nodig was om de bindingen te verbreken die de zware metalen aan de rest van de biovaste stof bevestigden, maar de biovaste stof zelf niet zouden vernietigen. Ergens in het elektromagnetische spectrum, Chen's groep vond de straling met de juiste hoeveelheid energie.

Magnetronstraling leek precies goed te zijn. Na behandeling in de magnetron, onderzoekers waren in staat om de zware metalen uit biovaste stoffen te verwijderen met een lagere dosering van behandelingschemicaliën dan traditionele extractie vereist.

Het is een techniek die kan worden opgeschaald naar faciliteiten die een stad of een regio bedienen om hen een goedkopere manier te bieden om biovaste stoffen veilig te maken, zei Chen.

Het is belangrijk werk, want als er zware metalen achterblijven in biosolids die op de bodem worden aangebracht, die metalen kunnen door planten worden opgenomen, die onderdeel worden van de voedselketen voor dieren of mensen. Terwijl ze zich ophopen in het lichaam, ze kunnen een verstandelijke beperking bij kinderen veroorzaken, dementie bij volwassenen, aandoeningen van het centrale zenuwstelsel en schade aan organen.

"We willen de cirkel doorbreken, ' zei Chen.

Voormalig promovendus Simeng Li, een huidige assistent-professor bij de afdeling Civiele Techniek aan de California State Polytechnic University, Pomona, Runwei Li, een promovendus aan het FAMU-FSU College of Engineering, en Youneng Tang, een assistent-professor civiele en milieutechniek aan het FAMU-FSU College of Engineering, bijgedragen aan dit onderzoek. Dit onderzoek werd ondersteund door het Hinkley Center for Solid and Hazardous Waste Management.