L’eau potable est une condition préalable à notre santé et à notre cadre de vie, mais loin d’être une donnée pour tous. Selon l’Organisation mondiale de la santé, l’OMS, plus de deux milliards de personnes vivent actuellement avec un accès limité ou inexistant à l’eau potable.

Ce défi mondial est au centre d’un groupe de recherche de l’Université de technologie de Chalmers, qui a mis au point une méthode pour éliminer facilement les polluants de l’eau. Le groupe, dirigé par Gunnar Westman, professeur agrégé de chimie organique, se concentre sur les nouvelles utilisations de la cellulose et des produits à base de bois et fait partie du Wallenberg Wood Science Center.

Les chercheurs ont accumulé de solides connaissances sur les nanocristaux de cellulose*, et c’est là que réside la clé de la purification de l’eau. Ces minuscules nanoparticules ont une capacité d’adsorption exceptionnelle, que les chercheurs ont maintenant trouvé un moyen d’exploiter.

« Nous avons adopté une approche holistique unique de ces nanocristaux de cellulose, en examinant leurs propriétés et leurs applications potentielles. Nous avons maintenant créé un matériau biosourcé, une forme de poudre de cellulose avec d’excellentes propriétés de purification que nous pouvons adapter et modifier en fonction des types de polluants à être supprimé », déclare Gunnar Westman.

Absorbe et décompose les toxines

Dans une étude récemment publiée dans la revue scientifique Recherche en chimie industrielle et technique, les chercheurs montrent comment les colorants toxiques peuvent être filtrés des eaux usées en utilisant la méthode et le matériel développés par le groupe. La recherche a été menée en collaboration avec le Malaviya National Institute of Technology Jaipur en Inde, où les polluants de colorants dans les eaux usées de l’industrie textile sont un problème répandu.

Le traitement ne nécessite ni pression ni chaleur et utilise la lumière du soleil pour catalyser le processus. Gunnar Westman compare la méthode à verser du jus de framboise dans un verre avec des grains de riz, qui absorbent le jus pour rendre l’eau à nouveau transparente.

« Imaginez un système de purification simple, comme une boîte portable connectée au tuyau d’égout. Lorsque l’eau contaminée passe à travers le filtre à poudre de cellulose, les polluants sont absorbés et la lumière du soleil entrant dans le système de traitement les fait se décomposer rapidement et efficacement. Il est un système rentable et simple à mettre en place et à utiliser, et nous voyons qu’il pourrait être très bénéfique dans les pays qui ont actuellement un traitement de l’eau médiocre ou inexistant », dit-il.

La méthode sera testée en Inde

L’Inde est l’un des pays en développement d’Asie avec une production textile importante, où de grandes quantités de colorants sont rejetées chaque année dans les lacs, les rivières et les ruisseaux. Les conséquences pour l’homme et l’environnement sont graves. Les contaminants de l’eau contiennent des colorants et des métaux lourds et peuvent causer des dommages cutanés par contact direct et augmenter le risque de cancer et de dommages aux organes lorsqu’ils entrent dans la chaîne alimentaire. De plus, la nature est affectée de plusieurs manières, y compris l’altération de la photosynthèse et de la croissance des plantes.

Mener des études sur le terrain en Inde est une prochaine étape importante, et les chercheurs de Chalmers soutiennent maintenant leurs collègues indiens dans leurs efforts pour amener certaines des petites industries du pays à tester la méthode dans la réalité. Jusqu’à présent, des tests en laboratoire avec de l’eau industrielle ont montré que plus de 80 % des polluants de colorants sont éliminés avec la nouvelle méthode, et Gunnar Westman voit de bonnes opportunités pour augmenter encore le degré de purification.

« Passer du rejet d’une eau complètement non traitée à l’élimination de 80 % des polluants est une énorme amélioration, et signifie beaucoup moins de destruction de la nature et de dommages pour l’homme. De plus, en optimisant le pH et le temps de traitement, nous voyons une opportunité d’améliorer encore le afin que nous puissions produire à la fois de l’eau d’irrigation et de l’eau potable. Ce serait fantastique si nous pouvions aider ces industries à obtenir un système de traitement de l’eau qui fonctionne, afin que les habitants des environs puissent utiliser l’eau sans risquer leur santé », dit-il .

Peut être utilisé contre d’autres types de polluants

Gunnar Westman voit également de grandes opportunités d’utiliser les nanocristaux de cellulose pour le traitement d’autres polluants de l’eau que les colorants. Dans une étude précédente, le groupe de recherche a montré que les polluants de chrome hexavalent toxique, qui sont courants dans les eaux usées des industries minières, du cuir et des métaux, pourraient être éliminés avec succès avec un type similaire de matériau à base de cellulose. Le groupe étudie également comment le domaine de recherche peut contribuer à la purification des résidus d’antibiotiques.

« Il y a un grand potentiel pour trouver de bonnes opportunités de purification de l’eau avec ce matériau, et en plus des connaissances de base que nous avons accumulées à Chalmers, une clé importante du succès est l’expertise collective disponible au Wallenberg Wood Science Center », dit-il.