Oulun yliopisto

Väitös: Nanomittakaavan puukuidut poistavat lääke- ja väriainejäämiä vedestä

Jaa

Puukuiduista saatavan nanoselluloosan on uudessa väitöstutkimuksessa havaittu sitovan vedessä olevia lääkeaine- ja väriainejäämiä. Biopohjaiset ja uusiutuvat selluloosapohjaiset nanomateriaalit ovat lupaava vaihtoehto niin kutsuttujen mikropollutanttien poistoon vedestä.

Tuula Selkälä
Tuula Selkälä

Vesistöihin päätyy vuosittain valtava määrä erilaisia synteettisiä tai luonnollisia orgaanisia yhdisteitä, kuten lääkeaineita, hormoneita, muovin lisäaineita ja torjunta-aineita, joilla epäillään olevan haitallisia vaikutuksia eliöstölle ja ihmisille. Yhteistä näille niin kutsutuille mikropollutanteille on se, että ne esiintyvät ympäristössä erittäin alhaisina pitoisuuksina eivätkä ne toistaiseksi kuulu laajojen seurantaohjelmien tai rajoitusten piiriin.

Mikropollutanttien suurin päästölähde ovat kotitalouksien ja teollisuuden jätevedet, joihin ne päätyvät niitä sisältävien valmisteiden tuotannon, käytön ja epäasiallisen hävityksen seurauksena. Perinteiset jätevedenpuhdistuksessa käytettävät prosessit eivät kykene täysin poistamaan mikropollutantteja jätevedestä, joten niitä kulkeutuu päästövesien mukana ympäristöön, missä ne kertyvät eliöstöön. Väestön ikääntyessä vesistöön päätyvän lääkeainekuorman on ennustettu kasvavan, joten tarve uusien poistotekniikoiden kehittämiselle on suuri.

Biopohjaiset ja uusiutuvat selluloosapohjaiset nanomateriaalit ovat lupaava vaihtoehto mikropollutanttien poistoon vedestä. Tämä johtuu niiden luontaisista ominaisuuksista, kuten muokattavuudesta ja suuresta pinta-alasta. Tässä väitöstutkimuksessa tutkittiin kemiallisesti muokattujen nanoselluloosien soveltuvuutta lääke- ja väriaineiden poistamiseen vedestä joko yksinään tai yhdistettynä savipartikkeleihin ja -materiaaleihin (nk. hybridirakenteet).

Nanoselluloosan raaka-aineena käytettiin liukoselluloosaa, jota käsiteltiin kemiallisesti ympäristöystävällisissä syväeutektisissa liuottimissa, minkä jälkeen kuidun rakenne hajotettiin mekaanisesti. Esikäsittelyissä selluloosakuitujen pintaan liitetyt kemialliset ryhmät tehostivat nanoselluloosan valmistusta ja paransivat mikropollutanttien poistotehokkuutta.

Kemiallisesti muokattujen nanoselluloosien soveltuvuutta mikropollutanttien poistoon tutkittiin kolmessa puhdistuskonseptissa (panos, saostus ja suodatus). Tulosten perusteella nanoselluloosat sitoivat mikropollutantteja itseensä, ja puhdistustulos riippui pääsääntöisesti nanoselluloosan määrästä ja liuoksen pH:sta eli happamuudesta. Lisäksi havaittiin, että nanoselluloosan yhdistäminen savipartikkeleihin tai savesta valmistettuihin geopolymeerivaahtoihin edesauttoi materiaalien erotusta käsitellystä vedestä ja paransi optimiolosuhteissa puhdistustulosta.

Tässä väitöstyössä kehitetyt puhdistuskonseptit tuottivat arvokasta tietoa orgaanisten yhdisteiden ja nanoselluloosan vuorovaikutuksesta. Tutkimus osoittaa selluloosasta saatavien nanomateriaalien ja niiden hybridirakenteiden soveltuvan mikropollutanttien vähentämiseen vesiliuoksista. Tuloksia voidaan hyödyntää kehitettäessä uusia materiaaleja erityisesti ympäristösovelluksiin.

----

Filosofian maisteri Tuula Selkälä väittelee tohtoriksi Oulun yliopistossa 19.2.2021. Prosessitekniikan alaan kuuluvan väitöskirjan otsikko on Cellulose nanomaterials and their hybrid structures in the removal of aqueous micropollutants (Selluloosananomateriaalit ja niiden hybridirakenteet vesiliukoisten mikropollutanttien poistossa). Vastaväittäjänä toimii professori Aji P Mathew (Tukholman yliopisto) ja kustoksena professori Henrikki Liimatainen (Oulun yliopisto). Väitöstilaisuus pidetään klo 12 alkaen etäyhteydellä.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

FM Tuula Selkälä, puh. 050 302 7664, sähköposti: Tuula.Selkala@oulu.fi

Viestintäasiantuntija Tiina Pistokoski, Oulun yliopisto, puh. 040 7161 387, sähköposti: Tiina.Pistokoski@oulu.fi

Kuvat

Tuula Selkälä
Tuula Selkälä
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Oulun yliopisto
Oulun yliopisto
Pentti Kaiteran katu 1
90570 Oulu

0294 480 000https://www.oulu.fi/fi

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Oulun yliopisto

Oulun yliopiston Mining School, Edunation Oy ja Pyhäjärven Callio ryhtyvät kehittämään kaivosalan koulutusta Pyhäsalmen kaivosalueella5.3.2021 11:05:00 EETTiedote

Oulun yliopiston Mining School, Edunation Oy ja Pyhäjärven Callio ovat sopineet tekevänsä koulutusyhteistyötä Pyhäsalmen kaivosalueella Pyhäjärvellä. Osapuolet tulevat hyödyntämään koulutustarkoitukseen Pyhäsalmen kaivoksen aluetta, jossa varsinainen maanalainen kaivostoiminta on päättymässä 2021 vuoden aikana. Pyhäsalmen kaivos on Euroopan syvin perusmetallikaivos (1400 m) ja sisältää yli 100 km pitkän kaivostunneliverkoston ja soveltuu erityisen hyvin kaivostekniikan ja maanalaisen rakentamisen koulutustarpeisiin. Nyt julkistetussa hankkeessa haetaan laajaa opiskelijapohjaa lukio-opiskelijoista aina yliopistotasoiseen tutkimukseen.

Sepelvaltimotauti on yleisin sydänperäisen äkkikuoleman syy myös nuorilla aikuisilla – ruumiinavauksessa löytyy usein pitkälle edennyt sydänsairaus3.3.2021 07:00:00 EETTiedote

Sepelvaltimotaudin ajatellaan olevan lähinnä vanhemman väestön sairaus mutta sen merkitys myös nuoremmilla ihmisillä on ymmärretty. Oulun yliopiston tutkijat selvittivät sepelvaltimotaudin yleisyyttä ja ruumiinavauslöydöksiä alle 50-vuotiailla sydänperäisen äkkikuoleman uhreilla. 44 % alle 50-vuotiaiden sydänperäisistä äkkikuolemista johtui sepelvaltimotaudista.

Iltavirkut kokevat työkykynsä aamuvirkkuja heikommaksi24.2.2021 05:00:00 EETTiedote

Iltavirkut keski-ikäiset kokevat työkykynsä huonoksi kaksi kertaa useammin aamuvirkkuihin ikätovereihinsa verrattuna, osoittaa Pohjois-Suomen syntymäkohorttiin 1966 pohjautuva Oulun yliopiston tutkimus. Tutkimuksessa saatiin lisäksi viitteitä siitä, että iltavirkuilla miehillä riski ennenaikaiseen työkyvyttömyyseläkkeeseen voi olla kohonnut. Kyseessä on maailmanlaajuisesti ensimmäinen väestöpohjainen tutkimus, jossa on selvitetty yksilöllisen kronotyypin yhteyttä työkykyyn ja työkyvyttömyyseläkkeelle jäämiseen.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme