Forskare vid University of Toledo har upptäckt att risskal effektivt kan ta bort mikrocystin från vatten, ett fynd som kan få långtgående konsekvenser för samhällen längs de stora sjöarna och över utvecklingsvärlden.

En riklig och billig jordbruksbiprodukt, risskal har undersökts som en vattenreningslösning tidigare. Dock, detta är första gången de har visat sig ta bort mikrocystin, giftet som frigörs av skadliga algblomningar.

Resultaten av studien publicerades nyligen i tidskriften Vetenskap om den totala miljön .

"Att leverera rent vatten är avgörande, och att hitta en ekonomiskt gångbar lösning för att leverera rent vatten till människor över hela världen kommer att bli riktigt viktigt. Förmågan hos detta enkla material att vara tillräckligt kraftfullt för att lösa detta problem är imponerande, sade Dr Jon Kirchhoff, Erkänd universitetsprofessor och ordförande för avdelningen för kemi och biokemi.

Forskningen, ledd av Kirchhoff och Dr Dragan Isailovic, docent i kemi vid Högskolan för naturvetenskap och matematik, använde ekologiska risskal som behandlades med saltsyra och värmdes till 250 grader Celsius.

Risskalen spreds sedan i en serie vattenprover som samlades in från Lake Erie under den skadliga algblomningen 2017 för att mäta hur mycket av giftet de kunde absorbera.

Forskare fann att risskalen tog bort mer än 95 procent av mikrocystin MC-LR - den vanligaste typen som finns i Lake Erie - i koncentrationer på upp till 596 delar per miljard (ppb). Även i koncentrationer som närmar sig 3, 000 ppb, mer än 70 procent av MC-LR togs bort, och andra typer av MC togs också bort.

"Vi tittade på avlägsnandet av mikrocystiner från riktiga miljöprover och materialet har fungerat riktigt bra, " Sa Isailovic. "Vi pratar om extremt höga koncentrationer av mikrocystiner som kommer från cyanobakteriella celler. Normalt under sommaren, vi har mycket, mycket lägre koncentrationer i Lake Erie."

United States Environmental Protection Agency rekommenderar en 10-dagars dricksvattenriktlinje att små barn inte dricker vatten som innehåller mer än totalt 0,3 ppb mikrocystin och att barn och vuxna i skolåldern inte dricker vatten som innehåller mer än totalt 1,6 ppb mikrocystin .

Utöver deras effektivitet, risskal har ett antal andra tilltalande egenskaper. De är billiga – forskare betalade 14,50 dollar för en halv kubikfot och att köpa i bulk skulle sänka priset avsevärt – och de kan återanvändas.

Uppvärmning av mikrocystinfyllda risskal till 560 grader Celsius förstör toxiner och producerar kiseldioxidpartiklar, som kan användas i andra applikationer.

Forskarna hoppas att deras upptäckt kan skalas upp utanför labbet för att utveckla en mer miljövänlig metod för att behandla vatten som har förorenats av skadliga algblomningar eller billiga men effektiva filtreringssystem för utvecklingsländerna.

"Vi skulle potentiellt kunna använda detta lättillgängliga material för att rena vatten innan det ens kommer in i Lake Erie, " Sa Isailovic. "Det finns tekniska lösningar som måste göras, men en av våra drömmar är att tillämpa det vi utvecklar i våra labb för att tillhandahålla säkert dricksvatten."