Brewing tè rimuove il piombo dall’acqua

In un nuovo studio, i ricercatori della Northwestern University hanno dimostrato che la produzione del tè alla produzione naturale di metalli pesanti come piombo e cadmio, filtrando efficacemente i pericolosi contaminanti fuori dalle bevande. Gli ioni metallici pesanti si attaccano o adsorbiti alla superficie delle foglie di tè, dove rimangono intrappolati fino a quando non viene smaltita la bustina di tè.

Lo studio sarà pubblicato martedì (25 febbraio) sulla rivista ACS Food Science & Technology.

“Non stiamo suggerendo che tutti inizino a usare le foglie di tè come filtro dell’acqua”, ha dichiarato Vinayak Dravid di Northwestern, autore senior dello studio. “Per questo studio, il nostro obiettivo era misurare la capacità del tè di adsorbire metalli pesanti. Quantificando questo effetto, il nostro lavoro evidenzia il potenziale non riconosciuto per il consumo di tè di contribuire passivamente a una riduzione dell’esposizione ai metalli pesanti nelle popolazioni in tutto il mondo.”

“Non sono sicuro che ci sia qualcosa di straordinariamente notevole nelle foglie di tè come materiale”, ha detto Benjamin Shindel, primo autore dello studio. “Hanno un’alta superficie attiva, che è una proprietà utile per un materiale adsorbente e ciò che rende le foglie di tè buone nel rilasciare rapidamente sostanze chimiche di sapore nell’acqua. Ma cosa ÈSpeciale è che il tè è la bevanda più consumata al mondo. Potresti schiacciare tutti i tipi di materiali per ottenere un effetto simile al metallo, ma non sarebbe necessariamente pratico. Con il tè, le persone non hanno bisogno di fare nulla in più. Basta mettere le foglie nell’acqua e immergerle, e rimuovono naturalmente i metalli “.

Esperto di Sorbent Materials and Sponge Entrepreneur, Dravid è il professore di scienze dei materiali e ingegneria di Abraham Harris presso la McCormick School of Engineering del Nordwestern. Al momento della ricerca, Shindel era un dottorato di ricerca. studente nel laboratorio di Dravid; Ora lavora con il laboratorio nazionale della tecnologia energetica del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.

Esplorare diverse variabili

Per condurre lo studio, il team nord -occidentale ha esplorato come diversi tipi di tè, bustine di tè e metodi di birra influiscono sull’adsorbimento dei metalli pesanti. Le varie varietà testate includevano tè “veri” come nero, verde, oolong e bianco, nonché tè di camomilla e rooibos. Hanno anche esaminato le differenze tra tè a foglia sciolti e insaccati commercialmente.

I ricercatori hanno creato soluzioni idriche con quantità note di piombo e altri metalli (cromo, rame, zinco e cadmio), quindi hanno riscaldato le soluzioni appena al di sotto della temperatura di ebollizione. Successivamente, hanno aggiunto le foglie di tè, che hanno immerso per vari intervalli di tempo – da soli secondi a 24 ore.

Dopo la sepping, il team ha misurato la quantità di contenuto di metallo che è rimasto in acqua. Confrontando i livelli di metallo prima e dopo l’aggiunta delle foglie di tè, sono stati in grado di calcolare quanto è stato effettivamente rimosso.

I sacchetti di cellulosa funzionano meglio e non rilasciano microplastiche

Dopo più esperimenti, Dravid, Shindel e il loro team hanno identificato diverse tendenze. Forse un po ‘non sorprendente: la borsa è importante. Dopo aver testato diversi tipi di borse senza tè all’interno, i ricercatori hanno trovato borse di cotone e di nylon solo ammesse banali adsorbite dei contaminanti. Le borse di cellulosa, tuttavia, hanno funzionato incredibilmente bene.

La chiave per un materiale sorbente di successo è una superficie alta. Simile a come un magnete si attacca a una porta del frigorifero, ioni metallici si aggrappano alla superficie di un materiale. Quindi, più area a cui le particelle si attaccano, meglio è. Shindel pone che la cellulosa, che è un materiale naturale biodegradabile a base di polpa di legno, ha una superficie più elevata – e quindi più siti di legame – rispetto ai materiali sintetici più eleganti.

“I sacchetti di cotone e nylon non rimuovono praticamente metalli pesanti dall’acqua”, ha detto Shindel. “Le bustine di tè in nylon sono già problematiche perché rilasciano microplastiche, ma la maggior parte delle bustine di tè oggi sono realizzate con materiali naturali, come la cellulosa. Questi possono rilasciare micro-particelle di cellulosa, ma questa è solo fibra che il nostro corpo può gestire.”

Tempi di maturazione più lunghi, meno metalli

Quando si confrontano diverse varietà di tè, i ricercatori hanno scoperto il tipo di tè e la macinatura ha svolto ruoli minori nei contaminanti adsorbenti. Foglie di tè finemente macinate, in particolare foglie di tè nero, adsorbite leggermente più ioni metallici rispetto alle foglie intere. Ancora una volta, i ricercatori lo hanno attribuito alla superficie.

“Quando le foglie di tè vengono trasformate in tè nero, si aprono e i loro pori si aprono”, ha spiegato Shindel. “Quelle rughe e pori aggiungono più superficie. Macinando le foglie aumenta anche la superficie, fornendo ancora più capacità di legame.”

Di tutti gli esperimenti, un fattore si è distinto di più. Il tempo di intatto ha svolto il ruolo più significativo nella capacità delle foglie di tè di adsorbire ioni metallici. Più lungo è il tempo di macerazione, più contaminanti sono stati adsorbiti.

“Qualsiasi tè che ripiega più a lungo o ha una superficie più elevata rimbolerà efficacemente metalli più pesanti”, ha detto Shindel. “Alcune persone preferiscono il loro tè per pochi secondi e non otterranno molta risanamento. Ma preparare il tè per periodi più lunghi o addirittura durante la notte – come il tè freddo – riprenderanno la maggior parte del metallo o forse anche vicino a tutto il metallo nell’acqua. “

Opportunità future

Sebbene i risultati dipendano da diversi fattori-tempo di intatto e rapporto acqua-tea, ad esempio, la preparazione del tè rimuove una quantità di piombo dall’acqua che dovrebbe essere significativa dal punto di vista della salute pubblica.

Dai loro esperimenti, i ricercatori stimano che la preparazione del tè può rimediare a circa il 15% del piombo dall’acqua potabile, anche fino a concentrazioni di piombo fino a 10 parti per milione. Tale stima si applica solo a una “tipica” tazza di tè, che comprende una tazza d’acqua e un sacchetto di tè, prodotta per tre o cinque minuti. La modifica dei parametri corregge i diversi livelli di piombo. Il ripristino per più di cinque minuti, ad esempio, gli adsorbi conducono in più rispetto al tempo medio di ripartizione.

“Dieci parti di piombo per milione sono ovviamente incredibilmente tossiche”, ha detto Shindel. “Ma con concentrazioni più basse di piombo, le foglie di tè dovrebbero rimuovere una frazione simile del contenuto di metallo nell’acqua. Il fattore di limitazione primario è per quanto tempo preferisci il tuo tè.”

Nelle aree ad alta risorsa del mondo, è improbabile che le concentrazioni raggiungano livelli così elevati. E se c’è una crisi idrica, la birra non risolverà il problema. Ma Shindel ha affermato che i risultati dello studio forniscono nuove informazioni utili che potrebbero essere applicate alla ricerca sulla salute pubblica.

“In una popolazione, se le persone bevono una tazza di tè in più al giorno, forse nel tempo vedremmo un calo delle malattie che sono strettamente correlate all’esposizione a metalli pesanti”, ha detto. “O potrebbe aiutare a spiegare perché le popolazioni che bevono più tè possono avere tassi di incidenza più bassi di malattie cardiache e ictus rispetto alle popolazioni che hanno un consumo di tè più basso.”

“Brewing Acqua pulita: i benefici per la preparazione del tè-ricorrenti in metallo”, sono stati parzialmente supportati dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti e dal Paula M. Trienens Institute for Sustainability and Energy. Dravid è il direttore delle iniziative globali presso l’International Institute for Nanotechnology, direttore fondatore della Northwestern University Atomic and Nanoscale Caratterization Experimental (Nuance) Center, direttore fondatore della nanotecnologia morbida e ibrida Experimental (Shyne) Resource, membro della chimica della vita della vita Processes Institute and Faculty Affiliate del Trienens Institute.