Solstråler og olje løser skittent problem

Denne artikkelen er produsert og finansiert av NTNU - les mer.

Avløpsvann kan inneholde mange skadelige stoffer. Men en ny metode kan rense vannet ved hjelp av sol og oljedråper.

Avløpsvann kan renses med en helt ny metode. (Illustrasjonsfoto: Shutterstock / NTB)

Avløpsvann er ofte fullt av organiske miljøgifter. Det gjelder alt fra plantevernmidler til legemiddelrester. 

Disse er vanskelige å fjerne med vanlige rensemetoder. Men ny forskning viser en kreativ metode for å bli kvitt dem.

– Vi kan bruke sollys og små oljedråper for å bryte ned de skadelige kjemikaliene i vannet, sier Zygimantas Gricius ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU).

– Ved å kombinere sollys, smarte materialer og kjemiske tilsetninger ser vi at vi kan finne en billig, gjenbrukbar og skalerbar metode for å rense forurenset vann, sier Zygimantas Gricius ved NTNU. (Foto: NTNU)

Sammen med kolleger har Gricius undersøkt rensing av industrielt avløpsvann.

– Vi så på nedbrytning av naftensyrer, som kan forekomme i avløpsvann fra olje- og gassindustri, kjemisk produksjon og tekstilindustri, sier professor og veileder Gisle Øye.

Små dråper renser vannet

De små oljedråpene kalles fotokatalytiske Pickering-emulsjoner. En emulsjon er en blanding av to væsker som ikke er fullstendig løselige med hverandre. 

Dråpene fungerer som bittesmå, kjemiske reaktorer som altså kan bryte ned organisk forurensning.

– Oljedråpene blir stabilisert av nanopartikler som aktiveres av lys, for eksempel fra sola, sier Gricius.

Partikler setter i gang rensingen av avløpsvann

Disse nanopartiklene er for eksempel titandioksid (TiO₂). Partiklene legger seg mellom oljen og vannet. Der fanger de opp sollyset og setter i gang reaksjoner som bryter ned miljøgiftene.

Forskningen gikk ut på å finjustere disse blandingene slik at de ble mer effektive, stabile og gjenbrukbare. 

Professor og veileder Gisle Øye ved Institutt for kjemisk prosessteknologi. (Foto: NTNU)

Gricius gjorde flere nyttige oppdagelser:

• Ved å kombinere dråpene med TiO₂, fikk forskerne dråper som kunne brukes flere ganger uten å miste effekt.
• Polymerer er store molekyler med en struktur som repeterer seg. Belegg av polymerer, som poloksamer, hjalp dråpene med å tåle endringer i vannsammensetning. Men det kunne redusere renseevnen litt.
• Silaner er en gruppe kjemiske forbindelser. Overflatebehandling med silaner ga bedre kontroll over hvordan dråpene dannes og samhandler med forurensningene.
• Å tilsette gull til titandioksid ga bedre forbedret lysfangst og effektivitet. Det gjelder under både UV- og vanlig dagslys, der ulike mekanismer for å fange lyset spiller inn. Det ga også mer stabile dråper.

Viser hvordan vi kan tenke nytt

Forskningen gir ikke bare ny innsikt i fotokatalytiske emulsjoner. Den viser også hvordan vi kan tenke nytt om bærekraftig vannrensing.

– Ved å kombinere sollys, smarte materialer og kjemiske tilsetninger ser vi at vi kan finne en billig, gjenbrukbar og skalerbar metode for å rense forurenset vann, sier Gricius.

Referanser:

Zygimantas Gricius, Gisle Øye mfl.: Design of TiO2-poloxamer stabilized Pickering emulsions for the photocatalytic degradation of 4-propylbenzoic acid. Chemical Engineering Journal Advances, 2025. Doi.org/10.1016/j.ceja.2025.100730

Zygimantas Gricius og Gisle Øye: Pickering Emulsions Stabilized by Hybrid TiO2-pNIPAm Composites for the Photocatalytic Degradation of 4-Propylbenzoic Acid. ACS Omega, 2025. Doi.org/10.1021/acsomega.4c07847

Zygimantas Gricius og Gisle Øye: Recent advances in the design and use of Pickering emulsions for wastewater treatment applications. Soft Matter, 2023. (Sammendrag) Doi.org/10.1039/D2SM01437H