Chloor en UV-licht kunnen water van schadelijke algenbloei ontgiften

De overleden UC-professor Dionysios Dionysiou, links, en UC-doctoraatsafgestudeerde Minghao Kong werken met sensoren in een chemische techniek lab in deze foto uit 2022. Dionysiou, die in 2023 overleed, inspireerde generaties chemische ingenieurs in zijn lab.

Zuiveringsinstallaties maken gebruik van verschillende tools om toxines en verontreinigingen uit drinkwater te houden. Onderzoekers van de Universiteit van Cincinnati hebben twee van deze tools onderzocht in hun aanpak tegen een toxine dat wordt geproduceerd door schadelijke algenbloei, die steeds vaker voorkomt in wateren over de hele wereld.

Blauwgroene algen kunnen zich massaal voortplanten in water dat verzadigd is met stikstof, fosfor of andere overtollige voedingsstoffen. Deze algenbloei kan ook ontstaan wanneer de waterstanden dalen tijdens droogte of wanneer bodemsedimenten die rijk zijn aan voedingsstoffen worden opgeworpen tijdens een storm, aldus Minghao Kong, een afgestudeerde van de UC College of Engineering and Applied Science. Wanneer de blauwgroene algen bloeien en afsterven, geven ze toxines vrij in het water die schadelijk of zelfs dodelijk kunnen zijn voor mensen en huisdieren, voegde Kong toe.

“Het koken van het water of zelfs filteren helpt niet omdat dat de toxines niet verwijdert, die gericht zijn op je lever,” zei hij. Kong studeert nu milieugezondheid aan de Emory University en is hoofdauteur van een artikel dat is gepubliceerd in het tijdschrift Environmental Science & Technology, waarin de voordelen van een specifieke waterbehandelingsmethode worden onderzocht.

“Cyanotoxines zijn geen nieuw fenomeen op aarde. Er wordt zelfs gespeculeerd dat dinosaurussen, wiens fossielen zijn ontdekt nabij waterbronnen in Madagaskar, mogelijk zijn omgekomen door toxines geproduceerd door prehistorische schadelijke algenbloei,” zei Kong. Vaak produceren deze algenbloei toxines in extreem gevaarlijke niveaus, zoals werd waargenomen in Clear Lake, Californië, in 2014 en in Lake Okeechobee, Florida, in 2021, wat leidde tot waarschuwingen aan bewoners om hun water niet te drinken en dat koken van kraanwater geen gezondheidsbescherming bood.

In het lab van de overleden UC-professor Dionysios Dionysiou onderzochten Kong en zijn co-auteurs de combinatie van ultraviolet licht en chloor om water dat verzadigd is met toxines van cyanobacteriën te ontgiften. Hun experimenten toonden aan dat de combinatie van ultraviolet licht en chloor de afbraak van toxines aanzienlijk verbeterde in vergelijking met chloor alleen.

“De integratie van UV-straling en chlorering biedt een efficiënte strategie voor de behandeling van toxines in drinkwater met zowel een lage chemische vraag als energieverbruik,” concludeerden de onderzoekers. Een zorg, aldus Kong, is dat de combinatie van chloor en ultraviolet licht ontsmettingsbijproducten kan creëren, waaronder kankerverwekkende stoffen die giftig zijn voor de menselijke gezondheid. Maar de laboratoriumexperimenten van UC toonden aan dat de UV/chloorbehandeling effectief het niveau van toxines onder de richtlijnen van de Wereldgezondheidsorganisatie bracht zonder schadelijke bijproducten te genereren.

“Onze tests bevestigden dat de concentraties van de resulterende bijproducten binnen veilige grenzen bleven,” zei Kong. “We ontdekten dat chloride-ionen die in het water aanwezig zijn, het proces versterkten door reactief moleculair chloor te vormen.” Kong legde uit: “Ons werk biedt een uitgebreide beoordeling van het gebruik van UV/chloor als een laatste barrière tegen schadelijke algenbloei-evenementen, vooral in het mitigeren van toxines terwijl onbedoelde toxische gevolgen worden geminimaliseerd.”