Draagbare sensor maakt detectie van lood in leidingwater mogelijk

De E-Tongue: Een Innovatief Apparaat voor Thuiswatertesten

De E-Tongue is een gebruiksvriendelijk apparaat dat potentiële loodverontreiniging in drinkwater thuis kan testen. Loodverontreiniging in gemeentelijke waterbronnen vormt een blijvende bedreiging voor de volksgezondheid. Het innemen van zelfs kleine hoeveelheden lood kan schadelijk zijn voor de menselijke hersenen en het zenuwstelsel, vooral bij jonge kinderen. Om mensen in staat te stellen loodverontreiniging in hun eigen huizen te detecteren, heeft een team onderzoekers een toegankelijk, handzaam water-test systeem ontwikkeld, de E-Tongue. Dit apparaat, beschreven in ACS Omega, werd getest via een burgerwetenschapsproject in vier steden in Massachusetts.

“Ik was gedreven door de realiteit dat gezinnen onbewust aan lood konden worden blootgesteld,” zegt Pradeep Kurup, hoofdonderzoeker. “Met de E-Tongue geven we kennis en macht rechtstreeks in handen van de mensen, zodat zij hun gezondheid kunnen beschermen en pleiten voor veiliger water in hun gemeenschappen.”

Traditionele watertests zijn kostbaar en tijdrovend, omdat ze gespecialiseerde wetenschappelijke apparatuur en lange verwerkingstijden vereisen. Bovendien, terwijl waterzuiveringsinstallaties uitstekend werk leveren om verontreinigingen te verwijderen, kunnen oude loodleidingen en sanitaire voorzieningen in huizen nog steeds een bron van loodverontreiniging zijn.

Om dit probleem aan te pakken, heeft een team onderzoekers onder leiding van Kurup een draagbaar apparaat ontworpen dat de E-Tongue wordt genoemd, dat watermonsters kan analyseren en door de gemiddelde persoon kan worden bediend.

De E-Tongue werkt door een spanning toe te passen op een watermonster, waardoor eventuele aanwezige loodionen aan de gouden elektrode van de sensor blijven plakken. Vervolgens wordt de spanning omgekeerd, waardoor het lood van de sensor loskomt en een elektrische stroom produceert. De sterkte van deze stroom geeft aan hoeveel lood er in het watermonster aanwezig is.

Als er lood wordt gedetecteerd, waarschuwt een smartphone-app die aan het apparaat is gekoppeld de gebruiker met een kleurgecodeerde meting en een concentratiewaarde die de ernst van de verontreiniging aangeeft. Een groene scherm geeft aan dat de loodconcentratie onder de regulerende limieten van de Amerikaanse Environmental Protection Agency (EPA) ligt. Een rood scherm geeft aan dat de loodconcentratie de regulerende limieten overschrijdt.

Om de bruikbaarheid en prestaties van de E-Tongue te testen, werkten de onderzoekers samen met 317 inwoners uit vier lokale steden. De inwoners combineerden eerst een monster van hun kraanwater met een voorbereide bufferoplossing in een glazen fles. Daarna volgden ze drie stappen in de smartphone-app: klik op “start” nadat de sensor in de fles is geplaatst, klik op “run” om de test te starten en klik op “end” om testresultaten op te slaan en te delen met de onderzoekers en lokale gemeenten.

Als er lood werd gedetecteerd boven het maximale toegestane niveau van de EPA van 10 deeltjes per miljard, verifieerden de onderzoekers de resultaten via een gecertificeerd laboratorium met traditionele detectiemethoden om de nauwkeurigheid van de E-Tongue te waarborgen.

De onderzoekers ontdekten dat:

• De hoeveelheden loodverontreiniging in kraanwatermonsters varieerden tussen de vier steden in Massachusetts.
• Tien van de 634 monsters die door de inwoners werden verzameld, overschreden het maximale toegestane niveau van lood van de EPA, met verschillende andere monsters die in de buurt van deze waarde kwamen.
• De metingen van de E-Tongue waren net zo nauwkeurig als traditionele laboratoriumtests.

Deze studie toont de effectiviteit van de E-Tongue aan als een snel en betrouwbaar apparaat voor de detectie van lood in drinkwater thuis. De onderzoekers hopen dat dit hulpmiddel binnenkort een praktische optie zal zijn voor het detecteren en verminderen van zware metalen in gemeentelijke waterbronnen, zodat gemeenschappen zichzelf veilig kunnen houden.