Tutkimus ja koulutus | 4.11.2019

Puupohjainen lanka sieppaa hormonit jätevedestä

Hormonien ja muiden lääkeaineiden päätyminen vesistöihin aiheuttaa huomattavia ympäristöhaittoja maailmanlaajuisesti. VTT ja Aalto-yliopisto ovat kehittäneet puupohjaisesta sellukuitulangasta edullisen ratkaisun sieppaamaan jätevesien kautta vesistöihin päätyviä lääkeaineita - erityisesti ehkäisypillerien etinyyliestradiolihormonia.

VTT_puumateriaali

- Hormonien kerääminen kannattaisi tehdä jätevedenpuhdistamoissa ja sairaaloissa, joissa käsitellään suurempia pitoisuuksia sisältäviä jätevesiä, joten niissä myös kerääminen olisi tehokkainta. Kehitämme puupohjaista, edullista materiaalia, jonka voisi heittää jätevedenpuhdistamon altaaseen tai kiinnittää suodattimeksi altaan putkeen, josta se kerätään mekaanisesti. Se hävitetään polttamalla, mutta myös lääkeaineiden irrottaminen ja materiaalin uudelleenkäyttö on mahdollista, kertoo erikoistutkija Hannes Orelma VTT:stä.

Yhdistämällä sellukuidun pintaan syklistä sokeria tutkijat loivat materiaalin, joka sieppaa tehokkaasti ehkäisypillereissä käytettävää etinyyliestradiolihormonia (EE2). Sykliset sokerit kiinnitetään kemiallisesti langan pintaan. Sokerin sisälle muodostuu tasku, johon lääkeaineet vettä hylkivinä pyrkivät tunkeutumaan. Näin voidaan sitoa muutamassa minuutissa lääkeyhdisteitä vedessä turpoavan kuidun pintoihin ja onkaloihin. Yksi gramma kuitulankaa pystyi kokeiden mukaan sieppaamaan noin 2,5 milligrammaa hormonia.  

Kehitystyössä on käytetty puusellusta valmistettua kuitulankaa, joka on tehty VTT:n kehittämällä menetelmällä syväeutektisten liuoksien (DES-liuottimet, Deep Eutectic Solvents) avulla. DES-liuottimet edustavat uutta orgaanisten liuottimien sukupolvea, jotka voivat olla hyvin ympäristöystävällisiä. Tässä tutkimustyössä käytettiin ympäristöystävällistä DES-liuotinta.

- Olisi mielenkiintoista päästä kokeilemaan sellulankojen hormoni- ja lääkejäämien puhdistustehoa jätevesistä suuremmassa mittakaavassa, toteaa Orelma.

Suuri ongelma ratkaistavaksi

Hormonien ja muiden lääkeaineiden päätyminen vesistöihin on erityisen suuri ongelma Keski-Euroopassa ja Yhdysvalloissa, joissa estrogeenihormonien pitoisuuksien on raportoitu yltävän jopa 0.83 mikrogrammaan litraa kohti. Näitä hormoneja kutsutaan hormonihäiriköiksi, koska ne vaikuttavat kalojen sukupuoleen ja muuttavat uroskaloja naaraiksi. EU:ssa lääkeaineiden päätyminen vesistöihin on tunnistettu vaikeasti ratkaistavana ongelmana, koska jätevedenpuhdistamoissa ei pystytä erottelemaan lääkeaineita riittävän tehokkaasti. Tällä hetkellä lääkeaineita poistetaan jätevedenpuhdistamoilla aktiivilietealtailla, joista kuitenkin osa pääsee läpi vesistöihin asti käsittelemättä.

Materiaalin kehitys alkoi vuonna 2015 VTT:n ja Aalto-yliopiston yhteistyönä Tekesin rahoituksen tuella (nyk. Business Finland) Design Driven Value Chains in the World of Cellulose II -projektissa. Materiaalin kehitystyö ja suunnittelu jatkuu tällä hetkellä Suomen Akatemian tukemana täysin uudentyyppisiä biomateriaaleja kehittävässä FinnCERES-lippulaivaohjelmassa. Puhdas ilma ja vesi on yksi FinnCERES-lippulaivan tutkimuksellisista pääteemoista.

VTT on patentoinut menetelmän ja testannut sitä laboratoriomittakaavassa. Tutkimustulokset on julkaistu BioMacromolecules-julkaisussa vuonna 2018:  https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.biomac.7b01765

Uusimmat artikkelit

22.11.2019 | Alan Uutiset

Caverion on saanut Kilpailu- ja kuluttajavirastolta hyväksynnän Maintpartnerin Suomen toimintojen ostolle

Caverion on saanut Kilpailu- ja kuluttajavirastolta hyväksynnän Maintpartnerin Suomen toimintojen ostolle. Kilpailu- ja kuluttajaviraston päätös sisältää tiettyjä ehtoja, joiden mukaan Caverion sitoutuu divestoimaan noin 6,5 prosenttia Teollisuuden ratkaisut -divisioonan kaupan jälkeisestä Suomen liikevaihdosta (noin 300 miljoonaa euroa vuonna 2018).

22.11.2019 | Tutkimus ja koulutus

BMW keskittää akkujen kehityksen ja testauksen uuteen keskukseen Saksan Müncheniin

Autojätti BMW Group kertoo keskittävänsä akkujensa kehityksen ja testauksen Saksan Müncheniin avattuun akkukennojen kehityskeskukseen. Keskuksen tavoitteena on kaksinkertaistaa akkujen energiatiheys ja parantaa akkujen käytettävyyttä.

Energia-alan päästövähennykset eivät riipu hiilinieluista, omat teot avainasemassa

Energiatuotannon tie puhtaaseen energiajärjestelmään ei ole riippuvainen metsien hiilinieluista, vaan alan omista päästövähennyksistä, toteaa  Energiateollisuus ry lehdistötiedotteessa.

EOS esittelee uusia ratkaisuja metallien 3D-tulostukseen

EOS esittelee formnext 2019 -messuilla tuotantovalmiin EOS Shared Modules -ratkaisun. Useista laitteisto- ja ohjelmistomoduuleista koostuva ratkaisu helpottaa ja suoraviivaistaa työnkulkua ennen varsinaista valmistusprosessia, prosessin aikana ja sen jälkeen. EOS Shared Modules mahdollistaa korkealaatuisten metalliosien valmistuksen tehokkaasti, skaalautuvasti ja kannattavasti etenkin käytettäessä rinnakkain useita 3D-tulostusjärjestelmiä. Järjestelmän odotetaan tulevan myyntiin viimeistään vuoden 2020 jälkipuoliskolla.

Teollisuuden tarkastukset kustannustehokkaasti ja turvallisesti

Viasor Oy palkittiin Teknologia 19-tapahtuman yhteydessä Kunnossapitoyhdistys Promaint ry:n ja Suomen Messusäätiön vuoden 2019 yritysinnovaatiopalkinnolla. Lokakuussa 2018 perustettu yhtiö on kehittänyt droneja hyödyntävän ratkaisun vaikeasti lähestyttävien kohteiden, kuten säiliöiden, kunnon tarkastukseen. Droneilla tehtävät seinämän paksuusmittaukset mahdollistavat käsin suoritettuja mittauksia laajemman otannan kustannustehokkaalla ja turvallisella tavalla.

8.11.2019 | Kumppaniartikkeli

KL-Lämmön osaaminen tulppaa teollisten laitteiden rahareiät

Teollisuuden järjestelmissä kiertää nesteiden lisäksi yllättävän paljon rahaa. Ainakin kun ajatellaan Motivan takavuosina vetämää energiatehokkuuden tutkimusta, jonka mukaan tehoton lämmönsiirto aiheuttaa suomalaisille teollisuusyrityksille 500 miljoonan euron vuosittaiset kustannukset. Tässä on suurten kiinteistöjen omistajille taas yksi hyvä syy pitää järjestelmät kunnossa.

Honeywell Analytics tuottaa tehokkaammin joustavien mobiilirobottien avulla

Kolme tanskalaisen Mobile Industrial Robotsin (MiR) robottia siirtävät automaattisesti materiaaleja ja tuotteita koko matkan tuotannossa Honeywell Analyticsilla Englannissa. Robotit auttavat siinä, että yritys voi työskennellähelposti ja ketterästi tuotantoprosesseissaan.