Pappersfiltret som kan rena vatten i Bangladesh

19 augusti 2019

Från alger framställs tunna supereffektiva filter av nanocellulosa som kan avlägsna även de minsta viruspartiklarna på runt 20 nanometer.

I stora delar av Bangladesh är det en ständig utmaning att få tag på säkert dricksvatten. En forskargrupp från Uppsala universitet och University of Dhaka i Bangladesh har hittat en möjlig lösning: Av lokalt växande alger har de skapat ett pappersfilter som har visat sig utmärkt för borttagning av virus och bakterier både i labbet och i verkliga tester.

Nu har vi ett material med bra prestanda, säger
Albert Mihranyan, professor vid institutionen för
teknikvetenskaper, som har lett studien.
Foto: Mikael Wallerstedt

Forskarna tror att med vidareutveckling kan pappersfiltret som produceras från Pithophora-alger bli ett prisvärt och effektivt sätt att förhindra vattenburna infektioner som kan vara dödliga.

– Det finns några tekniska problem att lösa, men nu har vi gjort verkliga tester i Bangladesh. Nästa steg är att göra anordningar som kan användas för vattenrening. Nu har vi ett material med bra prestanda, det är tekniska frågor som återstår, säger Albert Mihranyan, professor vid institutionen för teknikvetenskaper, som har lett studien.

Han har i flera år forskat om tunna supereffektiva filter av nanocellulosa som framställs av alger och kan avlägsna även de minsta viruspartiklarna på runt 20 nanometer. Filtren kan användas vid framställning av biologiska läkemedel och för att rena vatten i delar av världen där vatten är en bristvara.

Testa filtret i verkligheten

I sitt senaste projekt har Albert Mihranyan samarbetat med University of Dhaka i Bangladesh, för att för första gången testa filtrets egenskaper i verkligheten. Han ville göra testerna i ett tättbefolkat och växande land, där behovet av vattenrening är stort.

– Samarbetet med Dhaka har fungerat jättebra. Tanken var att odla lokalt växande gröna makroalger, en hittills outnyttjad råvara, och sedan bearbeta i form av avancerade material.

När forskargruppen i Dhaka som jobbar med botanik hade fått fram en viss mängd alger skickades de till Uppsala, för att utvinna nanocellulosa och sedan framställa filterpapper.

– I labbet testade vi surrogatpartiklar i en modellvätska, så kallat simulerat smutsvatten, och olika typer av små och stora modellvirus. Allt var mycket lovande och det var uppenbart att vi måste ta steget vidare. Vi skickade ned filter, filterhållare och luftkompressor som kan driva filtreringen så att de kunde göra experiment på plats och nu involverades även mikrobiologer i Dhaka, berättar Albert Mihranyan.

Renat från mikroorganismer

Forskarna i Dhaka tog vattenprover på två ställen, i en sjö och i en å. Där fanns allsköns mikroorganismer – såsom mätbara mängder av salmonella, kolera och shigella – och vattnet kunde renas effektivt enligt mikrobiologiska analyser. Med hjälp av Akademiska sjukhuset i Uppsala testades också humana adenoviruspartiklar, som kan finnas i vattnet.

– Även i dessa tester av ett oberoende labb var det mycket fina indikationer att filtret presterar som det var tänkt.

Resultatet av processoptimeringen och vattenreningen – av både vattenburna bakterier och virus – var en effektivitet på ≥ 99,999 procent.

Vad är fördelen med att använda just det här filtret?
– De filter som säljs idag ska normalt användas under längre tid för att vara kostnadseffektiva. De tappar ganska ofta prestanda med tiden och det kan börja växa saker i dem. Därför måste de antingen bytas ut regelbundet eller spolas med kemikalier. Pappersfiltret är tänkt att användas bara en gång och kan sedan slängas bort som ett kaffefilter.

Vattenproblem i stor skala

Intresset har varit stort under de fem, sex år som forskargruppen har jobbat med projektet. Albert Mihranyan har startat ett spinnoff-företag som framför allt har fokuserat på rening av biologiska läkemedel, där det finns ett enormt behov.

– När det gäller vattenrening är det första gången vi gör tester under verkliga förhållanden. Det intressanta med projektet är egentligen skalan på problemet, då det handlar om miljontals människors liv. I slummen i storstäderna i Bangladesh bor 205 000 personer per kvadratkilometer, vilket är nästan 20 gånger högre än i New York och nästan 60 gånger högre än i Stockholm. Alla dessa människor saknar tillgång till rent vatten. Fattigdomen har minskat kraftigt under senaste åren men om 10 procent är fortfarande extremt fattiga och överlever på mindre än 18 kr per dag, handlar det om fortfarande 15-20 miljoner människor varje dag, säger Albert Mihranyan.

---

Fakta – så går det till:

Pithophora alger (eller "Shewla"[শেওলা]), en tidigare outnyttjad grön makroalg, används för att extrahera cellulosananofibrer, som sedan kan formas till pappersark med skräddarsydd porstorlek för vattenbehandling.

Fakta – Bangladesh:

  • Bangladesh är ett land med en befolkning på över 168 miljoner människor och år 2050 beräknas befolkningen i Bangladesh nå 200–225 miljoner människor. 
  • Extremt hög befolkningstäthet, dålig hygien och brist på rent vatten ökar risken för spridning av vattenburna infektioner. För att förhindra spridning av vattenburna infektioner behövs överkomliga vattenreningsstrategier, till exempel kokning, pastörisering i solljus eller kemisk desinfektion. 
  • Ett utmärkt sätt att rena vatten för att fysiskt ta bort alla typer av patogener är filtrering. Därför är det stor efterfrågan på nya typer av prisvärda filter. 

Läs mer:

Pappersfilter av lokala alger kan rädda miljoner liv i Bangladesh (Pressmeddelande)