Ny teknik kan förändra hur vi renar vårt vatten

Farliga tungmetaller som bly, kvicksilver och arsenik förorenar dricksvattnet i stora delar av världen. Nu visar ny forskning att ett avancerat material kallat metal-organic frameworks (MOF) kan ta bort upp till 99 procent av dessa skadliga ämnen.

Den här insikten framgår av en översiktsartikel från University of Sulaimani i Irak, publicerad i Journal of Water Process Engineering. I artikeln sammanfattar forskarna resultaten från ett stort antal tidigare studier och ger en bild av den senaste utvecklingen kring hur MOF-material kan användas för att rena vatten från tungmetaller. Utgångspunkten är ett växande miljöproblem som berör människor världen över: de ökande halterna av tungmetaller i vattentäkter.

Tungmetaller som bly, kvicksilver och arsenik kommer från flera olika källor – bland annat gruvdrift, industriutsläpp, bekämpningsmedel och förbränning av fossila bränslen. När de väl hamnar i sjöar, floder och grundvatten stannar de kvar. Till skillnad från många andra föroreningar bryts de inte ner naturligt. Istället ackumuleras de och blir en del av ekosystemet. Med tiden ansamlas tungmetallerna i växter, djur och slutligen också i oss människor. Det innebär att även små utsläpp kan leda till allvarliga problem på lång sikt.

Tungmetaller kan skada hjärnan, levern, njurarna och nervsystemet, och vissa av dem är dessutom cancerframkallande. Forskarna bakom studien varnar även för att problemet växer och betonar att behovet av nya, effektiva metoder för vattenrening därför är akut.

MOF – ett supermaterial för vattenrening

Forskarnas lösning är alltså ett material som kallas MOF. Det består av små byggstenar av metall och organiska ämnen. När de kopplas ihop bildar de ett nätverk fullt av pyttesmå hålrum – ungefär som ett mikroskopiskt skum. Det är just alla dessa hålrum som gör materialet speciellt. Om man skulle veckla ut alla väggarna inuti materialet och lägga dem platt, skulle ytan bli enorm – upp till 1 600 kvadratmeter i bara ett gram.

Den stora ytan gör att MOF fungerar som en svamp som effektivt fångar upp och binder tungmetaller i vattnet, även vid mycket låga halter. Forskare har testat flera olika varianter av MOF. En av dem kunde ta upp 670 milligram kvicksilver per gram material. Andra har visat sig rena bort nästan allt bly, arsenik och nickel. I vissa laboratorieförsök nådde reningsgraden över 99 procent.

En annan fördel som forskarna lyfter är att många MOF-material kan återanvändas. När de har fyllts med tungmetaller kan de rengöras och användas på nytt i flera reningscykler utan att förlora mycket av sin effektivitet.

Stora möjligheter – men också hinder

Trots de lovande resultaten finns det utmaningar. Den största är kostnaden. Att framställa MOF-material är dyrt i dag, vilket gör tekniken svår att använda i stor skala. Dessutom har vissa varianter begränsad stabilitet i vatten, vilket kan göra dem mindre effektiva över tid.

En annan svårighet är att de flesta försök hittills har gjorts i laboratorier. Verkliga vattenmiljöer är mer komplexa och innehåller många olika föroreningar som kan påverka resultatet. För att tekniken ska kunna användas i praktiken behövs därför storskaliga tester i naturliga miljöer.

Trots detta är forskarna optimistiska. De menar att MOF-teknologin kan bli en nyckel i framtidens vattenrening. Med billigare produktion, mer stabila material och fler tester i verkliga miljöer kan tekniken få stor betydelse för att skydda folkhälsan och ekosystemen – och bidra till att säkra tillgången på rent dricksvatten.