Bij het zuiveren van rioolwater zijn sommige stoffen er moeilijk uit te halen. Denk hierbij bijvoorbeeld aan bestrijdingsmiddelen of zware metalen. Rioolwaterzuiveringsinstallaties gebruiken onder andere chemische methoden om lastige stoffen uit het rioolwater te halen. Een nieuwe methode is het gebruik van metaal-organische structuren. Deze methode lijkt veelbelovend, maar er zitten ook risico’s aan.
Hoe werken de chemische zuiveringsmethoden?
Een manier om lastige stoffen uit rioolwater te halen is het toevoegen van een andere chemische stof. De toegevoegde chemische stof reageert dan met de stoffen die verwijdert moeten worden. Door de reactie verdwijnen de lastige stoffen uit het water.
Vaak gebruiken ze hiervoor fotokatalysatoren. Dit zijn stoffen of materialen die na belichting zorgen voor de productie van reactieve zuurstofverbindingen. Dit zijn stoffen die grotendeels bestaan uit zuurstof en die makkelijk reacties met andere stoffen aangaan. Deze reactieve zuurstofverbindingen breken dan de organische verontreinigingen af.
Wat zijn metaal-organische structuren?
Metaal-organische structuren of metal organic frameworks (MOF) zijn nieuw ontwikkelde materialen die je kan gebruiken als fotokatalysatoren. MOF bestaan uit twee onderdelen: een verbindend onderdeel van organische moleculen en een metaalknoop bestaande uit metaalverbindingen. Met elkaar vormen ze een ingewikkelde driedimensionale structuur. De metaalknoop is fotokatalytisch en kan gemaakt worden van verschillende metalen, zoals titanium, zilver, koper, zink en chroom.
MOF hebben door hun driedimensionale structuur een groot oppervlak beschikbaar voor de fotokatalyse. Dat maakt ze erg reactief. Juist die eigenschap maakt MOF mogelijk geschikt voor de verwijdering van verontreiniging uit rioolwater. Spaanse onderzoekers maakten een overzicht van de kennis over het gebruik van MOF bij de verwijdering van lastige stoffen uit rioolwater.
Zijn MOF veilig?
Bij gebruik van MOF in de waterzuivering kan een deel van de metalen van de metaalknoop vrijkomen in het rioolwater. Daarmee kunnen ze in het drinkwater of het watermilieu terechtkomen. Vervolgens kunnen mensen, dieren en planten hieraan blootgesteld worden. Het is dus belangrijk om ervoor te zorgen dat bij gebruik van MOF geen of weinig metalen vrijkomen. Deze metalen kunnen mogelijk giftig zijn.
Wat vindt het RIVM?
De aandacht van onderzoek naar MOF ligt nu vooral op de werking. MOF zitten dan ook nog in hun ontwikkelfase. Het is belangrijk om ook in deze vroege fase van ontwikkeling te kijken naar de veiligheid. Dit kan door goed te kijken naar de metalen die gebruikt worden. Maar ook door te kijken naar de mate waarin de metalen vrij kunnen komen.
MOF zijn reactief en daardoor vaak instabiel. Als MOF uit elkaar vallen kunnen metalen vrijkomen bij het gebruik ervan. Daarnaast constateren de Spaanse auteurs dat er bijna geen toxicologische informatie voor deze materialen beschikbaar is. Er zijn dus nog veel onzekerheden over de veiligheid van MOF.
Het kijken naar de veiligheid in de ontwikkelfase van een chemische stof of een materiaal heet Safe-by-Design. Het RIVM helpt mee bij de ontwikkeling van Safe-by-Design. Dit gebeurt in verschillende EU (Europese Unie) onderzoeksprojecten en door werk binnen de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling (OESO (Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling))
). MOF zijn een goed voorbeeld van een nieuw materiaal waar Safe-by-Design op toegepast kan worden. Bedrijven die MOF maken kunnen de Safe-by-Design aanpak gebruiken om hun producten veiliger te maken.