Meny

Javascript verkar inte påslaget? - Vissa delar av Lunds universitets webbplats fungerar inte optimalt utan javascript, kontrollera din webbläsares inställningar.
Du är här

Bättre vattenkvalitet genom ny metod för rening - disputation på fredag 20/5

På fredag den 20 maj disputerar Ola Svahn med sin avhandling i miljövetenskap om bättre rening av läkemedel, hormoner och andra miljögifter i vatten.
Ola Svahn
Ola Svahn

På fredag den 20 maj disputerar Ola Svahn (Högskolan Kristianstad) med sin avhandling i miljövetenskap som handlar om hur vi kan få en bättre vattenkvalitet med mindre läkemedelsrester, hormoner och andra miljögifter med hjälp av uppgradering av reningsverken och ett fjärde reningsssteg. 

Tid och plats: kl 13:00, Naturum, Kristianstad. 

Kontakt och mer information

Här hittar du kontaktinformation till Ola Svahn 

"Kvarts miljon till kartläggning av läkemedel och hormoner i Hanöbuktens vattendrag" (länk till pressmeddelande från Kristianstad högskola)

Ola berättar om sin forskning:

När jag växte upp i Smålandsskogarna kring Alvesta var jag, mina syskon och kompisar ofta ute i naturen. Vi byggde kojor och dämmen både på möjliga och omöjliga platser. Vi gick alltid utan kompass och lärde oss att hitta vägen hem med hjälp av naturens tecken som myrstackar och lavar. Jag tror att dessa barndomsupplevelser mitt i naturen starkt har bidragit till mitt miljöintresse, och har fått mig att vilja bevara naturens alla värden genom ett aktivt arbete.

Biosfärområdet Kristianstads Vattenrike är ett av endast fem biosfärområden i Sverige som är officiellt erkända av FN-organet Unesco. Mikroföroreningar som antibiotika och andra läkemedel läcker ständigt ut i vattendrag, som har förbindelse med Vattenrikets våtmarker, från främst avloppsreningsverk. Läckaget sker 24 timmar om dygnet, sju dagar i veckan. Särskilt problematisk är effekten som följer när föreningar i blandning har potential att orsaka en så kallad "cocktail-effekt". Nya analystekniker och bättre analysmetoder behövs i syfte att studera deras förekomst, interaktion och effekter på miljön. Dessutom krävs åtgärder som avancerad reningsverksteknik för att förhindra läckage från avloppsreningsverken till miljön. Läkemedel är en mycket inhomogen grupp av ämnen, designade för att uttrycka olika biologiska funktioner. Deras fysikalisk-kemiska egenskaper varierar beroende på en mångfald av funktionella grupper bundna till kol-skelettet och täcker in hela spektrat från sura, via neutrala till basiska föreningar samt med varierande grad av hydrofobicitet. Dessa skillnader i fysikalisk-kemiska egenskaper gör utmaningen ännu större både när det gäller att analysera föreningarnas förekomst i miljön och förstå deras interaktion med abiotiska och biotiska faktorer.

Inom ramen för denna avhandling har ny teknik för att studera den termiska stabiliteten hos antibiotika utvecklats. Det trycksatta dynamiska flödessystemet arbetar vid måttliga till subkritiska vattentemperaturer och möjliggör temperaturstudier från 25 °C – 250 °C. Utformningen av systemet ledde till snabba resultat och tillgång till ett stort antal data vid temperaturer som sträckte sig från 50 till 250 °C. De undersökta antibiotika-föreningarna visade en hög grad av stabilitet med en maximal nedbrytning av mindre än 30 % vid 150 °C. Vid 250 °C var alla antibiotika-föreningar antingen delvis eller fullständigt nedbrutna. Denna kunskap är viktig för att säkerställa att fasta prover såsom sediment från Vattenriket kan extraheras med subkritiskt vatten utan risk för termisk nedbrytning. Resultaten indikerar också att den värme som genereras av rötningsprocesser i ett konventionellt avloppsreningsverk, inte påverkar stabiliteten hos antibiotika över en kortare tidsperiod.

Ett kromatografiskt system med on-line UV-detektering konstruerades för att studera sex utvalda läkemedels, med olika fysikalisk-kemiska egenskaper, adsorption till fyra naturliga sediment och ett avvattnat avloppsreningsverksslam, samtliga relaterade till Kristianstads Vattenrike. Sorptions-effekter, mätt som asymmetrifaktorer och återfinning, skilde sig åt markant mellan läkemedlen och mellan matriserna. Dessa effekter kan förklaras med grundläggande fysikalisk-kemiska egenskaper hos de undersökta föreningarna i förhållande till matrisegenskaperna. Molekylers protolysförmåga hade störst betydelse för sorbat-sorbent interaktioner. Halten av organiskt material i sediment och slam, mätt som totalt organiskt kol (TOC), dikterade klart sorptionsgraden hos de sex läkemedlen. Förutom att studera interaktioner till naturliga material så kan den utvecklade tekniken användas för att utveckla nya typer av filtermaterial.

Under de senaste 30 åren har ett surt pH använts vid majoriteten av masspektrometriska organiska spåranalyser av polära till semipolära inom miljöanalytisk kemi. Detta invanda beteende utmanas i denna avhandling genom grundläggande forskning kring ”ESI-positvie mode” (ESI+). Vi har visat hur den fulla potentialen hos ett flerkomponents UPLC-ESI-MS/MS-system kan utnyttjas genom att anpassa systemet efter analyternas vitt skilda egenskaper och inte tvärtom. Den bärande tesen har varit att om kemiska föreningar undersöks, utan historiska fördomar, med avseende på kromatografiska och masspektrometriska preferenser så kan bättre analytiska förutsättningar skapas eftersom det minskar inslaget av kompromiss i den analytiska separationen och detektionen av ämnet. De data som tagits fram i denna avhandling stöder starkt ifrågasättande av antagandet att jämvikts-koncentrationer av joner i lösning avspeglar de som produceras under elektro-spray-processen. ESI responsen och detektionsgränser i [M+H]+ var fullt jämförbara, eller ofta bättre vid högt pH jämfört med sur buffert. Närvaron av basiskakväve grupper såsom tertiära och sekundära aminer i en förening ökade intensiteten hos ESI+.signalen, och gav även ytterligare förhöjd respons i basisk buffert. Vår slutsats är att proton-affiniteten förmodligen ändras för många kvävehaltiga föreningar under joniseringsprocessen vilket gör gasfasprocesser mycket viktiga i ESI+. Vi visade att den utvecklade UPLC-ESI-MS/MS-metoden, tillsammans med ett enkelt optimeringsprotokoll, effektivt kunde analysera nu kända mikroföroreningar, men som också står rustat för analys av framtida miljöföroreningar.

För att förbättra reningsgraden av mikroföroreningar i reningsverken finns idag möjligheter att uppgradera reningsverk med ett så kallat fjärde steg vilket har utvärderats i detta arbete med hjälp av ovan beskrivna UPLC-ESI-MS/MS-metod. En fullskalig pilotanläggning som filtrerade 2 m3 avloppsvatten/timme genom aktivt kol konstruerades i samarbete med ett företag. Filtret var mycket robust och presterade väl vid filtrering av 2500 m3 avloppsvatten, där nästan 100 % av de analyserade mikroföroreningarna avlägsnades ur avloppsvattnet och som därmed aldrig nådde recipienten. Detta resultat är mycket lovande för framtiden i den välbehövliga uppgradering av svenska reningsverk till förmån för en bättre vattenkvalitet i Vattenriket och andra artrika våtmarksområden.

Senaste nyheter

2019-11-14

Tack alla ni som stödjer oss!

Tack alla ni som stödjer oss!
2019-11-06

Bredare syn på blått kol ger input till klimatmöte

Bredare syn på blått kol ger input till klimatmöte
2019-10-28

Ett annat skogsbruk skulle ge större värden till samhället

Ett annat skogsbruk skulle ge större värden till samhället
2019-10-17

Biologisk mångfald ger större skördar

Biologisk mångfald ger större skördar
2019-10-10

Hållbarhet och inkludering för internationella stadsplanerare

Hållbarhet och inkludering för internationella stadsplanerare

Centrum för miljö- och klimatforskning, CEC
Sölvegatan 37
223 62 Lund

Besöksadress
Ekologihuset, Sölvegatan 37, Lund

Om webbplatsen