Förutom deras roll i växtbefruktning och reproduktion, pollen och sporer har en annan, dold talang:Med en enkel behandling, dessa billiga, rikliga och förnybara korn kan omvandlas till små svampliknande partiklar som kan ta tag i föroreningar och ta bort dem från vatten, forskare rapporterar. Ännu bättre, dessa behandlade partiklar utlöser inte allergier.

Forskarna kommer att presentera sina resultat idag på American Chemical Society (ACS) höst 2019 National Meeting &Exposition.

"Även mycket låga halter av vissa föreningar, som hormoner, läkemedel eller produkter i hushålls- och personligvårdsprodukter, kan orsaka giftiga effekter. Dock, de kan ofta komma undan normala saneringsprocesser vid avloppsreningsverk, "säger Andrew Boa, Ph.D., vars labb arbetar med pollenprojektet. "Vi försöker hitta alternativa sätt att ta bort dessa kemikalier från vatten så att vi kan minska mängden som kommer ut i miljön."

Projektet är en del av det större "Sullied Sediment" -programmet där Boa och många andra forskare bedömer föroreningsnivåer i sediment från europeiska vattenvägar, i syfte att bedöma muddrat sediment, hantera sedimentåteranvändning och minska framtida föroreningar. Dessa föroreningar inkluderar läkemedel som smärtstillande diklofenak och hushållskemikalier som triclosan, en antimikrobiell förening som används i tandkräm, och andra produkter för personlig vård. Några av dessa kemikalier, inklusive triclosan, är antingen förbjudna eller deras användning kraftigt begränsad. Europeiska unionen kommer att börja officiellt övervaka nivåerna av alla dessa "Watch List" -kemikalier från och med 2020.

De sporkorn som används i studien extraheras från Lycopodium clavatum - den gemensamma klubbmossan. I sitt naturliga tillstånd, var och en av dessa mikroskopiska korn bär genetiskt material inuti ett hårt skal som är belagt med ett yttre lager av vax och proteiner, förklarar Aimilia Meichanetzoglou, doktorand i Boas laboratorium vid University of Hull.

Boa blev först intresserad av pollen tack vare sitt arbete med Grahame Mackenzie, Ph.D., en Hull-professor (nu emeritus) som utvecklade den ursprungliga metoden för att bilda icke-allergen, urholkade pollen- och sporskal. Mackenzies företag, Sporomex, använder de inerta skalen för att inkapsla aktiva ingredienser för kontrollerad frisättning i läkemedel, mat, kosmetiska och medicinska tillämpningar.

Boa har tagit konceptet i en helt annan riktning. När han och Meichanetzoglou studerade de tomma skalens interaktion med en mängd olika kemikalier, de märkte att några av föreningarna blev adsorberade, eller fastnat för, ytan på skalen. Boa insåg att denna klibbighet potentiellt kan användas för att fånga låga halter av föroreningar, och så fortsatte han denna typ av ansökan.

Meichanetzoglou använder hydrolys för att befria pollen från sin genetiska last och vaxartade päls, vilket gör kornen allergivänliga. För att rikta in specifika föroreningar, hon kan variera hydrolysförhållandena och göra ändringar i kornens yta. Till exempel, för att avlägsna fosfat, som används i många gödningsmedel, Meichanetzoglou avsätter järnoxid på ytan av skalen. Järnoxid reagerar med fosfatet för att bilda olösligt järnfosfat, som fälls ut ur vattnet och adsorberas på kornen. Forskarna fann att kornen kunde ta bort nästan allt fosfat från vattenprover och nästan 80% av flera andra föroreningar.

Vid behandling av avloppsvatten krävs olika faktorer, såsom skala och föroreningsgrad. Till exempel, hem som använder en septiktank; särskilda byggnader med en hög nivå av läkemedel i avloppsvattnet, såsom sjukhus eller vårdhem för äldre; eller kommunala avloppsreningsverk som betjänar en hel stad kommer alla att ha olika krav. Boa undersöker alternativ med lokala vattenmyndigheter för implementering av denna teknik.

Boa har avsiktligt försökt hålla processkostnaderna låga för att göra metoden kommersiellt genomförbar. Mossan är redan skördad för andra applikationer, Boa noterar, och det kan växa på jord av dålig kvalitet, så det kommer inte att konkurrera med matgrödor om åkermark. Hans medarbetare har också börjat testa biotillgängligheten för föroreningar som fångas upp av kornen.