De ecologische en gezondheidsbedreigingen van synthetische kleurstoffen die in afvalwatersystemen terechtkomen, zijn gedetailleerd beschreven in een nieuwe studie, die oproept tot nieuwe wetten wereldwijd op het gebied van waterbeheer en dringende investeringen in nieuwe duurzame behandelingsprocessen.

Kleurstoffen die veel worden gebruikt in de textiel-, voedsel- en farmaceutische industrie vormen een dringende bedreiging voor de gezondheid van planten, dieren en mensen, evenals voor natuurlijke omgevingen over de hele wereld, zo blijkt uit een nieuwe studie.

Miljarden tonnen kleurstofhoudend afvalwater komen elk jaar watersystemen binnen, en een groep onderzoekers uit Groot-Brittannië, China, Korea en België zegt dat nieuwe duurzame technologieën, waaronder nieuwe membraangebaseerde filtratie op nanoschaal, nodig zijn om het probleem op te lossen. dat wetgeving nodig is om industriële producenten te dwingen kleurstoffen te elimineren voordat deze de openbare riolering of waterwegen bereiken.

Gepubliceerd op 26 oktober in Natuur Beoordelingen Aarde & Milieu, de studie Environmental impacts and remediation of kleurstofhoudend afvalwater is geschreven door academici van de Universiteit van Bath, de Chinese Academie van Wetenschappen, de Fujian Agriculture and Forestry University, het Korea Institute of Energy Technology (KENTECH) en de KU Leuven, België .

Het onderzoek benadrukt dat momenteel tot 80% van het kleurstofhoudende industriële afvalwater dat in lage- en middeninkomenslanden ontstaat, onbehandeld in de waterwegen terechtkomt of direct voor irrigatie wordt gebruikt. De auteurs zeggen dat dit een breed scala aan directe en indirecte bedreigingen voor de gezondheid van mens, dier en plant met zich meebrengt.

Ondanks deze 'ernstige' bedreigingen voor de gezondheid en ecosystemen onderstreepten de auteurs dat er onvoldoende infrastructuur, investeringen en regelgevende inspanningen zijn om het kleurstofgebruik duurzamer te maken, of voor de behandeling van kleurstofhoudend afvalwater.

Dr. Ming Xie, docent aan de afdeling Chemische Technologie van de Universiteit van Bath (VK), is van mening dat een veelzijdige aanpak nodig is om dit probleem te bestrijden. Hij zegt: “Kleurstoffen veroorzaken verschillende problemen wanneer ze watersystemen bereiken, van het voorkomen dat licht de micro-organismen bereikt die de basis vormen van onze voedselketens, waardoor hun voortplanting en groei wordt belemmerd, tot meer directe gevolgen zoals de toxische effecten op planten, bodems, dieren en planten. mensen.

“Er zijn verschillende mogelijke manieren om kleurstoffen uit water te verwijderen, waaronder chemische, biologische en membraangebaseerde technieken, maar verschillende kleurstoffen vereisten verschillende benaderingen, en zodra ze afvalwatersystemen bereiken, kunnen behandelingsprocessen zeer energie-intensief zijn.

“Er is een wereldwijde regelgevende inspanning nodig om te voorkomen dat kleurstoffen het afvalwater of andere watersystemen zoals irrigatie bereiken. Gezien de complexiteit van de behandeling van kleurstofhoudend afvalwater zou een oplossing erin bestaan ​​om van het concept van gecentraliseerde of regionale zuiveringsmethoden over te stappen naar een gedecentraliseerde en locatiespecifieke behandeling aan de bron, door industrieën te dwingen kleurstoffen te verwijderen uit het afvalwater dat zij creëren voordat dit het afvalwater bereikt. openbare watersystemen.”

De textielindustrie is de grootste verbruiker van kleurstoffen
Mauveine, de eerste organische synthetische kleurstof, werd ontdekt in 1865 en stimuleerde de oprichting van de wereldwijde kleurstofindustrie. Sindsdien zijn er meer dan 10,000 verschillende soorten kleurstoffen gesynthetiseerd, waarbij de jaarlijkse mondiale productie vandaag de dag wordt geschat op 1 miljoen ton.

Kleurstoffen worden gebruikt in de rubber-, leerlooierij-, papier-, voedsel-, farmaceutische en cosmetische industrie, terwijl de grootste gebruiker, de textielsector, 80% van de geproduceerde synthetische kleurstoffen verbruikt en jaarlijks ongeveer 70 miljard ton kleurstofhoudend afvalwater genereert.

China, India en Bangladesh lozen samen jaarlijks ongeveer 3.5 miljard ton textielafvalwater. Waterverontreiniging wordt verergerd door synthetische kleurstoffen, waardoor kleurstoffen, in het licht van de problemen met waterschaarste, een fundamenteel milieu- en duurzame ontwikkelingsprobleem worden.

Onbehandelde kleurstoffen veroorzaken verkleuring van waterlichamen, waardoor de mate van zichtbaar licht dat door de oppervlaktelaag gaat wordt verminderd, waardoor de fotosynthese van waterplanten wordt belemmerd en effecten in de voedselketen ontstaan.

Microalgen, die de basis vormen van de voedselketen in het water, zijn het meest gevoelig voor vermindering van de fotosynthese, lijden aan groeiremming en celvervorming wanneer ze worden blootgesteld aan een synthetische kleurstof. Dit effect, en de daaruit voortvloeiende onderdrukte overdracht van energie en voedingsstoffen door de voedselketen, zou kunnen leiden tot de afbraak van hele aquatische ecosystemen.

De effecten zijn ook waargenomen bij vissen. Kleurstoffen kunnen zich afzetten in de kieuwen, zijlijnen of hersenen van vissen, wat leidt tot toxicologische effecten zoals ongecoördineerde bewegingen, ademnood, leverschade en nierdisfunctie. Deze effecten verminderen niet alleen de voedingswaarde van de vissen voor roofdieren, maar verlagen ook hun reproductiesnelheid. Giftige kleurstoffen kunnen zich ook bioaccumuleren in het vetweefsel van vissen, wat gezondheidsrisico's met zich meebrengt voor mens en dier in de hele voedselketen.

Negatieve effecten van kleurstoffen worden ook aangetroffen op het land – waar ze het evenwicht van microbiële gemeenschappen in de bodem verstoren – en bij mensen. Blootstelling aan kleurstoffen kan allergieën, astma en ziekten veroorzaken, waaronder dermatitis en aandoeningen van het centrale zenuwstelsel, maar ook orgaanstoornissen en een verhoogd risico op kanker.

Geen enkele behandeling biedt oplossing
De review onderzoekt de verscheidenheid aan saneringstechnologieën voor kleurstofhoudend afvalwater, waaronder chemische, biologische, fysische en opkomende geavanceerde membraangebaseerde technieken. De auteurs ontdekten dat geen enkele techniek een 'zilveren kogel' biedt voor het verwijderen van kleurstoffen, terwijl verschillende veelbelovende methoden technologisch nog niet klaar zijn op grote schaal.

In het licht hiervan stellen zij een collectieve inspanning voor, onder leiding van beleidsmakers, om de adoptie van geavanceerde saneringstechnologieën te vergroten en de textielverwerkingsmethoden te veranderen om het gebruik van de meest giftige kleurstoffen te minimaliseren.

De auteurs benadrukken ook een potentiële commerciële impuls: de ruimte voor industrieën om nieuwe inkomstenstromen te creëren uit de verwerking, scheiding en hergebruik van afvalwatermaterialen.

Co-auteur dr. Dong Han Seo, van de KENTECH Energy Materials and Devices/Environmental and Climate Technology Track, zegt: “Kleurstofhoudend afvalwater is een van de meest uitdagende afvalwaterstromen, die levens en het milieu in verschillende landen beïnvloeden. Onze review biedt de laatste inzichten over hoe we de uitdaging effectief kunnen aanpakken vanuit het perspectief van de circulaire economie, door kleurstoffen effectief uit afvalwater te recyclen met behulp van behandelingsstrategieën zoals geavanceerde membraangebaseerde scheiding om zowel nuttige kleurstoffen als schoon water terug te winnen.”

Dr. Jiuyang Lin, van de Chinese Academie van Wetenschappen, voegt hieraan toe: “Dit overzicht geeft voorbeelden van hoe we de kleurstofvoetafdruk van productiefasen kunnen verkleinen met behulp van nieuwe verftechnieken. Richtlijnen voor effectieve oplossingen voor kleurstofhoudend afvalwater kunnen worden gebruikt om andere uitdagende afvalwaterstromen te behandelen, waardoor levens en het milieu voor toekomstige generaties worden veiliggesteld.”

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://envirotecmagazine.com/2023/11/17/do-or-dye-synthetic-colours-in-wastewater-pose-a-threat-to-food-chains-worldwide/