De økologiske og helsemessige truslene fra syntetiske fargestoffer som kommer inn i avløpssystemer er beskrevet i en ny studie, som krever nye lover over hele verden om vannforvaltning, og presserende investeringer i nye bærekraftige behandlingsprosesser

Fargestoffer mye brukt i tekstil-, mat- og farmasøytisk industri utgjør en presserende trussel mot plante-, dyr- og menneskers helse, så vel som naturlige miljøer rundt om i verden, har en ny studie funnet.

Milliarder av tonn fargestoffholdig avløpsvann kommer inn i vannsystemer hvert år, og en gruppe forskere fra Storbritannia, Kina, Korea og Belgia sier at nye bærekraftige teknologier inkludert ny membranbasert filtrering i nanoskala er nødvendig for å løse problemet, og legger til. at det er nødvendig med lovgivning for å tvinge industriprodusenter til å eliminere fargestoffer før de når offentlige kloakksystemer eller vannveier.

Publisert 26. oktober i Naturanmeldelser Jord og miljø, ble studien Environmental impacts and remediation of fargestoffholdig avløpsvann skrevet av akademikere fra University of Bath, Chinese Academy of Sciences, Fujian Agriculture and Forestry University, Korea Institute of Energy Technology (KENTECH) og KU Leuven, Belgia .

Forskningen fremhever at for øyeblikket slippes opptil 80 % av fargestoffholdig industrielt avløpsvann skapt i lav- og mellominntektsland urenset ut i vannveier eller brukes direkte til vanning. Forfatterne sier at dette utgjør et bredt spekter av direkte og indirekte trusler mot menneskers, dyrs og planters helse.

Til tross for disse "alvorlige" truslene mot helse og økosystemer, understreket forfatterne at det er utilstrekkelig infrastruktur, investeringer og reguleringsinnsats for å gjøre fargebruken mer bærekraftig, eller for behandling av fargestoffholdig avløpsvann.

Dr. Ming Xie, en foreleser ved Institutt for kjemiteknikk ved University of Bath (UK), mener at en flerstrenget tilnærming er nødvendig for å bekjempe problemet. Han sier: «Fargestoffer skaper flere problemer når de når vannsystemer, fra å stoppe lyset fra å nå mikroorganismene som er grunnfjellet i næringskjedene våre, hindre deres reproduksjon og vekst, til mer direkte konsekvenser som giftige effekter på planter, jord, dyr og mennesker.

"Det er flere mulige måter å fjerne fargestoffer fra vann, inkludert kjemiske, biologiske og membranbaserte teknikker, men forskjellige fargestoffer krevde forskjellige tilnærminger, og når de først når avløpssystemet, kan behandlingsprosesser være svært energikrevende.

«En verdensomspennende reguleringsinnsats er nødvendig for å hindre at fargestoffer når avløpsvann eller andre vannsystemer som vanning. Gitt kompleksiteten ved å behandle fargestoffholdig avløpsvann, vil en løsning være å skifte fra konseptet med sentraliserte eller regionale behandlingsmetoder, til desentralisert og stedsspesifikk behandling ved kilden, ved å tvinge industrier til å fjerne fargestoffer fra avløpsvannet de lager før det når offentlige vannsystemer."

Tekstilindustrien er den største fargeforbrukeren
Mauveine, det første organiske syntetiske fargestoffet, ble oppdaget i 1865, og ansporet til etableringen av den globale fargestoffindustrien. Siden den gang har mer enn 10,000 1 forskjellige typer fargestoffer blitt syntetisert, med en årlig global produksjon i dag anslått til XNUMX million tonn.

Fargestoffer brukes i gummi-, skinngarving-, papir-, mat-, farmasøytiske og kosmetiske industrien, mens den største brukeren, tekstilvirksomheten, forbruker 80 % av produserte syntetiske fargestoffer og genererer rundt 70 milliarder tonn fargestoffholdig avløpsvann årlig.

Kina, India og Bangladesh slipper til sammen rundt 3.5 milliarder tonn tekstilavløpsvann hvert år. Vannforurensning forverres av syntetiske fargestoffer, som i lys av problemer med vannmangel gjør fargestoffer til et grunnleggende problem for miljø og bærekraftig utvikling.

Ubehandlede fargestoffer forårsaker farging av vannforekomster, reduserer graden av synlig lys som passerer gjennom overflatelaget – hindrer fotosyntese for vannplanter og skaper påvirkninger langs næringskjeden.

Mikroalger, som danner grunnlaget for den akvatiske næringskjeden, er mest følsomme for fotosyntesereduksjon, lider av vekstinhibering og celledeformasjon når de utsettes for et syntetisk fargestoff. Denne effekten, og den undertrykte undertrykte overføringen av energi og næringsstoffer oppover i næringskjeden, kan føre til nedbrytning av hele akvatiske økosystemer.

Effektene er også observert hos fisk. Fargestoffer kan avsettes i fiskens gjeller, sidelinjer eller hjerner, noe som fører til toksikologiske effekter som ukoordinerte bevegelser, pustebesvær, leverskade og nyresvikt. Disse effektene reduserer ikke bare næringsverdien til fisken for rovdyr, men reduserer også deres reproduksjonshastighet. Giftige fargestoffer kan også bioakkumulere i fiskens fettvev, og utgjøre helserisiko for mennesker og dyr i hele næringskjeden.

Negative effekter av fargestoffer finnes også på land – der de forstyrrer balansen mellom mikrobielle samfunn i jord – og hos mennesker. Eksponering for fargestoffer kan utløse allergier, astma og sykdommer inkludert dermatitt og forstyrrelser i sentralnervesystemet, samt organdysfunksjon og økt kreftrisiko.

Ingen enkelt behandling tilbyr løsning
Gjennomgangen utforsker mangfoldet av saneringsteknologier for fargestoffholdig avløpsvann, inkludert kjemiske, biologiske, fysiske og nye avanserte membranbaserte teknikker. Forfatterne fant at ingen enkelt teknikk presenterer en "sølvkule" for å fjerne fargestoffer, mens flere lovende metoder ennå ikke er teknologisk klare i skala.

I lys av dette foreslår de en kollektiv innsats, ledet av beslutningstakere, for å øke bruken av avanserte saneringsteknologier og endre tekstilbehandlingsmetoder for å minimere bruken av de giftigste fargestoffene.

Forfatterne fremhever også en potensiell kommersiell drivkraft – industriens mulighet til å skape nye inntektsstrømmer fra prosessering, separering og gjenbruk av avløpsvann.

Medforfatter Dr Dong Han Seo, fra KENTECH Energy Materials and Devices/Environmental and Climate Technology Track, sier: "Fargestoffholdig avløpsvann er en av de mest utfordrende avløpsvannstrømmene, som påvirker liv og miljø i flere land. Vår gjennomgang gir den siste innsikten om hvordan vi effektivt kan håndtere utfordringen fra sirkulærøkonomiens perspektiv, effektivt resirkulere fargestoffer fra avløpsvann ved å bruke behandlingsstrategier som avansert membranbasert separering for å gjenvinne både nyttige fargestoffer så vel som rent vann."

Dr Jiuyang Lin, fra det kinesiske vitenskapsakademiet, legger til: "Denne anmeldelsen gir eksempler på hvordan vi kan redusere fargestoffets fotavtrykk fra produksjonsstadier ved å bruke nye fargeteknikker. Veiledning om effektive løsninger for fargestoffholdig avløpsvann kan brukes til å behandle andre utfordrende avløpsvannstrømmer, for å sikre liv og miljø for fremtidige generasjoner.»

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk deg selv. Tilgang her.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• PlatoESG. Karbon, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Avfallshåndtering. Tilgang her.
• PlatoHelse. Bioteknologisk og klinisk etterretning. Tilgang her.
• kilde: https://envirotecmagazine.com/2023/11/17/do-or-dye-synthetic-colours-in-wastewater-pose-a-threat-to-food-chains-worldwide/