Les déchets végétaux peuvent filtrer les métaux lourds de l’eau, selon une étude

Récemment, des chercheurs ont révélé avoir mis au point une membrane capable de filtrer les métaux lourds de l’eau contaminée et fabriquée à partir de déchets végétaux, notamment ceux issus de la production d’huile végétale.

Ils ont découvert que les protéines fabriquées à partir de sous-produits de la production d’huile de tournesol ou d’arachide peuvent attirer efficacement les ions de métaux lourds.

La découverte suggère que l’eau contaminée pourrait être purifiée pour répondre aux normes internationales de consommation grâce au processus d’attraction connu sous le nom d’adsorption.

Potentiels d’une membrane à base de déchets végétaux

L’équipe a souligné que les technologies modernes consomment beaucoup d’énergie, ont besoin d’électricité pour fonctionner ou filtrent les informations très soigneusement. Cependant, leur membrane a le potentiel d’être une technique peu coûteuse, évolutive, durable et à faible consommation d’énergie.

Le professeur Ali Miserez de l’Université technologique de Nanyang à Singapour explique qu’un groupe important de polluants de l’eau connus sous le nom de métaux lourds peut s’accumuler dans le corps d’une personne et entraîner le cancer et d’autres maladies mutagènes.

Les sous-produits de déchets appelés farines d’oléagineux sont produits lors de la production d’huiles végétales ménagères. Ce sont les sous-produits riches en protéines qui restent après l’extraction de l’huile végétale brute.

Les tourteaux d’oléagineux de deux huiles végétales populaires ont été utilisés par l’équipe de recherche dirigée par NTU. Ces huiles sont les huiles de tournesol et d’arachide. L’équipe a séparé les protéines des tourteaux d’oléagineux et les a converties en fibrilles amyloïdes protéiques, des structures en forme de corde constituées de protéines étroitement enroulées, de taille nanométrique. Ces fibrilles protéiques servent de tamis moléculaire, piégeant les ions de métaux lourds lorsqu’ils passent parce qu’ils sont attirés par les métaux lourds.

Des déchets végétaux aux membranes filtrantes

Bientôt Wei Long, un doctorat. étudiant de NTU, dit que c’est la première fois que des protéines de graines d’arachide et de tournesol sont utilisées pour produire des fibrilles amyloïdes. Bientôt est le premier auteur de l’article.

Pour créer une membrane hybride, les chercheurs ont mélangé du charbon actif avec les fibrilles amyloïdes extraites. Un matériau de filtration typique est le charbon actif. Le chrome, le platine et le plomb ont été utilisés comme trois polluants communs de métaux lourds sur lesquels ils ont testé leurs membranes.

Les ions de métaux lourds dans l’eau contaminée adhèrent à la surface des fibrilles amyloïdes lorsque l’eau contaminée traverse la membrane, un processus également connu sous le nom d’adsorption. Les fibrilles amyloïdes sont efficaces pour adsorber une quantité importante de métaux lourds en raison de leur rapport surface/volume élevé.

Le groupe a découvert que leurs membranes pouvaient éliminer jusqu’à 99,89 % des métaux lourds. Parmi les trois métaux testés, le filtre a été le plus efficace pour le plomb, puis le platine, suivi du chrome.

Miserez a expliqué que tout type de métaux lourds, ainsi que les polluants organiques comme les PFAS ou les substances perfluoroalkyles et polyfluoroalkyles, peuvent être filtrés à l’aide du filtre. Des produits chimiques connus sous le nom de PFAS ont été trouvés dans une variété de biens industriels et de consommation. Les liaisons d’acides aminés dans les fibrilles amyloïdes piègent et prennent en sandwich les particules de métaux lourds tout en laissant passer l’eau.

Selon les chercheurs, la quantité d’eau que la membrane peut filtrer dépend du nombre de métaux lourds présents dans l’eau contaminée. Pour filtrer l’eau potable, une membrane hybride composée d’amyloïdes de protéines de tournesol n’aura besoin que de 16 kilogrammes de protéines si une piscine olympique est contaminée à 400 parties par milliard.

Bientôt décrit comment la méthode est facilement évolutive en raison de sa simplicité et de sa faible dépendance aux réactifs chimiques, soulignant la nécessité de méthodes de traitement de l’eau rentables et respectueuses de l’environnement. Cela permet à l’équipe d’utiliser pleinement divers déchets alimentaires industriels dans des technologies avantageuses et de retraiter les flux de déchets pour des applications supplémentaires.

De plus, les métaux piégés peuvent être libérés et recyclés à nouveau. Après filtration, les métaux peuvent simplement être éliminés en brûlant la membrane qui a servi à les piéger.

Le professeur Raffaele Mezzenga, co-auteur de l’étude de l’ETH Zurich, en Suisse, a souligné que d’autres métaux, tels que le platine, ont des applications précieuses dans la création d’appareils électroniques et d’autres équipements sensibles, alors que des métaux comme le plomb ou le mercure sont toxiques et peuvent être éliminé en toute sécurité.

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Filtrage des métaux inestimables

Seulement 32 kg de protéines sont nécessaires pour récupérer le précieux platine, alors que seulement la moitié de cette quantité de protéines est nécessaire pour récupérer l’or. Le platine est évalué à 33 000 dollars le kilo, tandis que 1 kg d’or coûte près de 60 000 dollars.

Mezzenga a noté qu’il existe des avantages financiers importants étant donné que ces protéines sont produites à partir de déchets industriels d’une valeur inférieure à 1 $ US/kg, Rapports du réseau Good News.

Le fait que cette filtration utilise peu ou pas d’énergie, contrairement à d’autres techniques comme l’osmose inverse, est un autre avantage important, selon les chercheurs.

Mezzenga a poursuivi en disant que la gravité effectue la plupart ou la totalité du travail dans leur membrane. Dans les zones où l’accès à l’électricité et à l’électricité est peut-être limité, cette technique de filtration à faible puissance peut être très utile.

Les chercheurs ont travaillé avec BluAct, une société dérivée de l’ETH Zurich spécialisée dans la filtration de l’eau en Europe, pour étudier les applications commerciales de leur membrane depuis la publication de leur papier dans la revue Chemical Engineering il y a trois mois.

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