Biogen manganoxidbelagd kokosfiber insamlad från kolgruvans dräneringsbehandlingssystem i Glasgow, Pennsylvania. Kredit:Penn State
Forskare vid Penn State har utvecklat ett vattenfiltreringssystem som tar bort föroreningar och minskar toxiciteten i sjukhusets avloppsvatten.
Föroreningar, inklusive antibiotika, läkemedel och steroider, upptäcks allt oftare i ytvatten och dricksvattentäkter. Dessa föroreningar kan ha en enorm inverkan på både människors och vattenhälsan, så effektivt avlägsnande är viktigt för att skydda vattenresursernas hälsa och säkerhet.
"Det har gjorts ett antal stadsavloppsinventeringar som har identifierat sjukhus som en stor bidragsgivare till läkemedel och hormoner och andra föroreningar som hamnar i avloppsreningsverk, sa Bill Burgos, professor i miljöteknik vid Penn State.
Faktiskt, sjukhus kan bidra med uppemot hälften av den totala belastningen av föroreningar som transporteras till regionala avloppsreningsverk, sa Burgos. Väl där, eliminering kan vara svårt eftersom kemikalierna blir utspädda, ändå utgör de fortfarande ett hälsohot på grund av deras höga biologiska styrka.
"Ett sätt att förstöra dessa föreningar är genom kemisk oxidation, ", sa Burgos. "Manganoxider är mycket kraftfulla oxidanter och är kända för att vara icke-selektiva, så de är mycket reaktiva med nästan vilken oxiderbar organisk förening som helst, inklusive de som hittats i sjukhusets avloppsvatten."
Konceptuella konstverk av forskningsprojekt som använder biogena manganoxider som produceras i kolgruvans dräneringssystem för behandling av sjukhusets avloppsvatten. Teckning av Audrey Stallworth, doktorand i miljöteknik. Kredit:Penn State
För att testa effektiviteten av manganoxider (MnOx), forskarna samlade in avloppsvattenprover från Penn State Health Milton S. Hershey Medical Center och fick biogen MnOx-belagd kokosfiber från en metallborttagningsenhet i Glasgow, Pennsylvania drivs av EcoIslands LLC. Den MnOx-belagda fibern reagerade sedan med sjukhusets avloppsvatten för att utvärdera prestandan.
Kemiska analyser visade att biogena MnOx-belagda kokosfiberfilter var mycket effektiva för att ta bort föroreningar från sjukhusens avloppsvatten. Av de 36 organiska mikroföroreningar som upptäckts, 21 avlägsnades med mer än 94 procent efter en 24-timmars reaktionsperiod.
I överensstämmelse med dessa resultat, bioanalytiska analyser, som testar avloppsvattnets potentiella toxicitet för människor, avslöjade också att biologiskt aktiva föreningar avlägsnades under detektionsnivåer.
"Vi har inte bara kemiska bevis för att dessa filter tar bort dessa föroreningar, vi har också biologiska bevis för att den potentiella humana toxiciteten minskade dramatiskt, sa Burgos.
Metallborttagningsenheter som drivs av EcoIslands, LLC inrättat som ett demonstrationsprojekt vid kolgruvans dräneringsbehandlingssystem i Glasgow, Pennsylvania. Kokosfiber användes för att fylla alla reaktorer för att främja biologiskt avlägsnande av löst mangan. Kredit:Penn State
Dessutom, den använda MnOx bildades som en del av ett dräneringssystem för kolgruvor, och dess återanvändning omvandlar en avfallsprodukt till en vara.
Teamets nästa steg inkluderar att minska behandlingstider, testa en genomströmningskonfiguration, screening av olika biogena MnOx-källor, och påbörja fältstudier.
