Fijne roestdeeltjes ontdoen drinkwater van giftig arsenicum

Water dat te veel giftig arsenicum bevat is te zuiveren met minuscule deeltjes ijzeroxide (Fe3O4), een soort roest. Amerikaanse onderzoekers ontdekten dat heel kleine Fe3O4-deeltjes niet alleen goed binden aan arsenicum, maar ook makkelijk aan elkaar plakken. Ze slaagden er vervolgens in de arsenicum-roest-deeltjes te verwijderen met een magnetisch veld van minder dan 100 tesla per meter. Zo’n magneetveld is volgens de onderzoekers te generen met een magneet die je in de hand kunt houden (Science, 10 november).

Drinkwater dat teveel arsenicum bevat is een probleem in ontwikkelingslanden waar de lokale bevolking sinds de jaren zestig is aangemoedigd om drinkwater te winnen uit diepe putten. In Bangladesh en de Indiase provincie West-Bengalen bleek dit water schadelijke concentraties aan arsenicum te bevatten. Volgens hoofdauteur Vicki Colvin, verbonden aan Rice University, zijn bestaande methoden om het drinkwater te zuiveren duur en omslachtig.

De onderzoekers gebruikten ijzeroxide-deeltjes met een diameter van 12 nanometer. Een nanometer is een miljoenste millimeter. Met de kleine deeltjes bleek het mogelijk om 99,2 procent van het arsenicum te verwijderen uit een oplossing met een concentratie van 0,5 milligram per liter. De Wereldgezondheidsorganisatie WHO adviseert een arsenicumconcentratie van maximaal 0,01 milligram per liter. Bij het gebruik van grotere deeltjes, bijvoorbeeld met een diameter van 300 nanometer haalden de onderzoekers nog maar een kwart van het arsenicum uit het water.

Kleine deeltjes zijn reactiever, omdat ze per gram een groter oppervlak hebben dat beschikbaar is voor chemische reacties. Kleine deeltjes ijzeroxide zijn daarom geschikt om arsenicum te binden. Nadeel is dat zeer kleine magnetische deeltjes moeilijker uit een oplossing te halen zijn, omdat de magnetische kracht die op een deeltje wordt uitgeoefend afhangt van het volume.

Toch bleek het mogelijk het ijzeroxide-arsenicum uit het water te verwijderen doordat de ijzeroxide deeltjes onder invloed van een magnetisch veld gaan samenklonteren. Waarom dat zo is hebben de onderzoeker nog niet kunnen verklaren.

Michiel van Nieuwstadt