Ученые из Университета Толедо обнаружили, что рисовая шелуха может эффективно удалять микроцистины из воды, и это открытие может иметь далеко идущие последствия для жителей районов Великих озер и развивающихся стран.
Распространенный и недорогой побочный продукт сельского хозяйства, рисовая шелуха в прошлом исследовалась как раствор для очистки воды. Тем не менее, впервые было показано, что они удаляют микроцистин, токсин, выделяемый вредоносным цветением водорослей.
Результаты исследования были недавно опубликованы в журнале Science of the Total Environment.
Доставка безопасной воды имеет решающее значение, и поиск экономически жизнеспособного решения для обеспечения безопасной водой людей во всем мире будет действительно важным. Способность этого простого материала быть достаточно мощным, чтобы решить эту проблему. впечатляет», - сказал доктор Джон Кирхгоф, заслуженный профессор университета и заведующий кафедрой химии и биохимии.
В исследовании под руководством Кирхгофа и доктора Драгана Исайловича, доцента химии Колледжа естественных наук и математики, использовалась органическая рисовая шелуха, обработанная соляной кислотой и нагретая до 250 градусов Цельсия.
Рисовая шелуха затем была рассеяна в серии проб воды, взятых из озера Эри во время вредоносного цветения водорослей в 2017 году, чтобы измерить, сколько токсина они могут поглотить.
Исследователи обнаружили, что рисовая шелуха удалила более 95 процентов микроцистина MC-LR - наиболее распространенного типа, обнаруженного в озере Эри, - в концентрациях до 596 частей на миллиард (ppb). Даже при концентрациях, приближающихся к 3000 частей на миллиард, удалялось более 70 процентов MC-LR, а также удалялись другие типы MC..
«Мы проверили удаление микроцистинов из реальных образцов окружающей среды, и материал показал себя очень хорошо», - сказал Исайлович. «Мы говорим о чрезвычайно высоких концентрациях микроцистинов, происходящих из клеток цианобактерий. Обычно летом в озере Эри их концентрация намного ниже».
Агентство по охране окружающей среды США рекомендует 10-дневное руководство по питьевой воде, согласно которому маленькие дети не должны пить воду, содержащую более 0,3 частей на миллиард микроцистина, а дети школьного возраста и взрослые не должны пить воду, содержащую более 1,6 частей на миллиард микроцистина.
Помимо своей эффективности, рисовая шелуха имеет ряд других привлекательных свойств. Они дешевы - исследователи платили 14,50 долларов за полкубического фута, а оптовая покупка значительно снизила бы эту цену - и их можно использовать повторно..
Нагрев рисовой шелухи с микроцистином до 560 градусов Цельсия разрушает токсины и производит частицы кремнезема, которые можно использовать в других целях.
Исследователи надеются, что их открытие можно будет распространить за пределы лаборатории, чтобы разработать более экологически безопасный метод очистки воды, загрязненной вредоносным цветением водорослей, или дешевые, но эффективные системы фильтрации для развивающихся стран.
«Мы потенциально могли бы использовать этот легкодоступный материал для очистки воды еще до того, как она попадет в озеро Эри», - сказал Исайлович. «Есть технические решения, которые необходимо принять, но одна из наших мечтаний - применить то, что мы разрабатываем в наших лабораториях, для получения безопасной питьевой воды».
Другими авторами исследования были докторанты доктор Дилрукшика Палагама и доктор Амила Девасурендра, которые впервые предложили рассматривать рисовую шелуху как способ удаления микроцистина и с тех пор окончили UToledo, а также нынешний докторант Дэвид Балиу- Родригес.