Seasonal occurrence and removal of artificial sweeteners in wastewater from five treatment plants in Tshwane, South Africa
Deze studie analyseerde de seizoensgebonden aanwezigheid en onvolledige verwijdering van vier kunstmatige zoetstoffen in vijf afvalwaterzuiveringsinstallaties in Tshwane, Zuid-Afrika, wat de persistentie ervan in effluenten aan het licht bracht en de noodzaak voor verbeterde monitoring en zuiveringstechnologieën benadrukte.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van het onderstaande artikel. Het is niet geschreven of goedgekeurd door de auteurs. Raadpleeg het oorspronkelijke artikel voor technische nauwkeurigheid. Lees de volledige disclaimer
Stel je de wereldwijde watervoorraad voor als een gigantisch, kolkend bad. We gieten alles erin: zeep, etensresten, medicijnen en zelfs de piepkleine, onzichtbare zoetstoffen die we gebruiken in onze diëtspretjes en "suikervrije" snacks. Deze zoetstoffen worden kunstmatige zoetstoffen genoemd. In tegen tegenstelling tot echte suiker, die je lichaam (en de bacteriën in het water) gemakkelijk kan afbreken en opeten, zijn deze kunstmatige varianten als chemische spoken. Ze zijn gebouwd om taai, stabiel en resistent tegen vertering te zijn. Hierdoor overleven ze, wanneer we ze door de wc doorspoelen, vaak de reis door onze waterzuiveringsinstallaties, die in essentie gigantische filters zijn die ontworpen zijn om ons vuile water schoon te maken voordat het terug naar rivieren en meren wordt gestuurd. Deze zoetstoffen zijn als chemische spoken. Omdat ze zo taai zijn, overleven ze vaak de reis door de waterzuiveringsinstallaties, die in essentie gigantische filters zijn die ontworpen zijn om ons vuile water schoon te maken voordat het terug naar rivieren en meren wordt gestuurd. Wetenschappers geven hierom omdat, als deze "spoken" blijven rondzweven nadat ze de zuiveringsinstallaties hebben verlaten, ze de chemie van onze natuurlijke waterwegen kunnen veranderen en fungeren als permanente markeringen die ons precies vertellen waar ons afvalwater is geweest.
Dit verhaal speelt zich af in de stad Tshwane, Zuid-Afrika, waar een team onderzoekers besloot om detective te spelen met deze chemische spoken. Ze richtten zich op vier specifieke soorten kunstmatige zoetstoffen: Acesulfame-K, Saccharine, Aspartaam en Neotaam. De onderzoekers wilden twee belangrijke dingen weten: hoeveel van deze zoetstoffen er naar de zuiveringsinstallaties stroomden en hoeveel van hen er succesvol uit gefilterd werden voordat het water terug in de omgeving werd geloosd. Ze keken niet naar slechts één installatie; ze bezochten vijf verschillende zuiveringsinstallaties verspreid over de stad en controleerden deze zowel tijdens de hete zomer als de koude winter, omdat het weer soms verandert hoe mensen drinken en hoe de installaties werken.
De wetenschappers gebruikten een hoogtechnologische laboratoriumopstelling die werkt als een zeer kieskeurige zeef. Eerst gebruikten ze een methode genaamd Solid-Phase Extraction (SPE) om de zoetstoffen uit het rommelige afvalwater te vangen, een beetje zoals het gebruik van een magneet om ijzeren splinters uit een hoop zand te trekken. Daarna lieten ze de schoongemaakte monsters door een machine lopen die High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) wordt genoemd, uitgerust met een UV-detector. Denk aan deze machine als een snelle racebaan waar verschillende chemicaliën met verschillende snelheden rijden; de detector fungeert als een finishlijncamera die een foto maakt van elke zoetstof terwijl deze de lijn passeert, zodat de wetenschappers precies kunnen tellen hoeveel er waren.
Dit is wat ze vonden: de kunstmatige zoetstoffen waren overal. Ze kwamen voor in het vuile water dat alle vijf de zuiveringsinstallaties binnenkwam, en, misschien nog verrassender, ze waren er ook nog steeds in het schone water dat eruit ging. Geen van de installaties kon ze volledig verwijderen. Terwijl sommige zoetstoffen, zoals Saccharine en Aspartame, grotendeels door de filters werden opgevangen (waarbij sommige installaties ze op bepaalde momenten volledig verwijderden), was de zoetstof genaamd Neotaam de kampioen van de overleving. Het was de meest hardnekkige, kwam vaak in hogere concentraties voor dan de anderen en weigerde te verdwijnen. Sterker nog, bij een installatie genaamd Daspoort was de concentratie Neotaam in de winter een enorme 53,585 ppm in het binnenkomende water, en een aanzienlijke hoeveelheid ervan (33,45 ppm) werd nog steeds aangetroffen in het uitgaande water.
De studie onthulde ook dat de seizoenen ertoe doen. Op sommige plaatsen veranderde de hoeveelheid zoetstoffen tussen de zomer en de winter, waarschijnlijk omdat mensen andere dingen drinken als het warm is versus wanneer het koud is. Echter, de zuiveringsinstallaties gedroegen zich niet altijd op dezelfde manier. Soms had het water dat de installatie verliet juist méér van een specifieke zoetstof dan het water dat erin ging. Dit klinkt vreemd, alsoals magie, maar de onderzoekers legden uit dat dit waarschijnlijk komt doordat de zoetstoffen zich in de slib (het vaste prut onderin de tanks) hadden verstopt en later weer in het water werden vrijgelaten, of omdat de timing van de monsters niet precies overeenkwam met hoe lang het water in de installatie bleef.
Uiteindelijk suggereert het artikel dat hoewel de huidige zuiveringsinstallaties in Tshwane een behoorlijke klus klaren met sommige zoetstoffen, ze niet perfecte bewakers zijn tegen alle van hen. Neotaam, in het bijzonder, lijkt door de kieren te glippen, wat betekent dat het nog steeds in de lokale omgeving wordt gedumpt. De onderzoekers concluderen dat we deze chemicaliën nauwlettender in de gaten moeten houden en wellicht betere manieren moeten uitvinden om ze eruit te filteren, want op dit moment krijgen onze rivieren nog steeds een constante dosis van de "suiker" die eigenlijk geen suiker is.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.