Das Brauen von Tee entfernt das Blei aus dem Wasser

In einer neuen Studie zeigten Forscher der Northwestern University, dass das Brauen von Tee Schwermetalle wie Blei und Cadmium natürlich adsorbiert und gefährliche Schadstoffe effektiv aus Getränken herausfiltern. Schwermetallionen bleiben an der Oberfläche der Teeblätter, wo sie gefangen bleiben, bis der gebrauchte Teebeutel entsorgt wird.

Die Studie wird am Dienstag (25. Februar) in der Zeitschrift veröffentlicht ACS Food Science & Technology.

„Wir schlagen nicht vor, dass alle Teeblätter als Wasserfilter verwenden“, sagte Vinayak Dravid von Northwestern, der leitende Autor der Studie. „Für diese Studie war es unser Ziel, die Fähigkeit von Tee zu messen, Schwermetalle zu adsorbieren. Durch die Quantifizierung dieses Effekts unterstreicht unsere Arbeit das nicht erkannte Potenzial für den Teekonsum, um passiv zu einer verringerten Exposition von Schwermetall in Populationen weltweit beizutragen.“

„Ich bin mir nicht sicher, ob Teeblätter als Material etwas Bemerkenswertes an Teeblättern haben“, sagte Benjamin Shindel, der Erstautor der Studie. „Sie haben eine hohe aktive Oberfläche, eine nützliche Eigenschaft für ein Adsorbensmaterial und was die Teeblätter gut in Ihr Wasser freisetzen. IstBesonders ist, dass Tee das am meisten konsumierte Getränk der Welt ist. Sie könnten alle Arten von Materialien zerkleinern, um einen ähnlichen Effekt von Metall-Remediating zu erzielen, aber das wäre nicht unbedingt praktisch. Mit Tee müssen die Leute nichts Besonderes tun. Legen Sie einfach die Blätter in Ihr Wasser und steuern Sie sie und sie entfernen natürlich Metalle. „

Dravid ist Experte für Sorbent -Materialien und Schwammunternehmer und ist Abraham Harris Professor für Materialwissenschaft und Ingenieurwesen an der McCormick School of Engineering in Northwestern. Zum Zeitpunkt der Forschung war Shindel Ph.D. Student in Dravids Labor; Jetzt arbeitet er mit dem National Energy Technology Laboratory des US Department of Energy zusammen.

Erforschung verschiedener Variablen

Um die Studie durchzuführen, untersuchte das Northwestern -Team, wie unterschiedliche Arten von Tee, Teebüten und Braumethoden die Schwermetalladsorption beeinflussen. Zu den verschiedenen getesteten Sorten gehörten „echte“ Tees wie Schwarz, Grün, Oolong und Weiß sowie Kamille- und Rooibos -Tees. Sie untersuchten auch die Unterschiede zwischen losenblatt und kommerziellem Tee.

Die Forscher erstellten Wasserlösungen mit bekannten Mengen an Blei und anderen Metallen (Chrom, Kupfer, Zink und Cadmium) und erhitzten dann die Lösungen auf knapp unter der Kochtemperatur. Als nächstes fügten sie die Teeblätter hinzu, die für verschiedene Zeitintervalle durchdrungen wurden – von nur Sekunden bis 24 Stunden.

Nach dem Steuern misst das Team, wie viel des Metallgehalts im Wasser blieb. Durch den Vergleich von Metallspiegeln vor und nach dem Hinzufügen der Teeblätter konnten sie berechnen, wie viel effektiv entfernt wurde.

Cellulose -Taschen funktionieren am besten – und geben Sie keine Mikroplastik frei

Nach mehreren Experimenten identifizierten Dravid, Shindel und ihr Team mehrere Trends. Vielleicht etwas nicht überraschend: Die Tasche ist wichtig. Nachdem die Forscher verschiedene Arten von Taschen ohne Tee getestet hatten, stellten die Forscher nur eine adsorbierte Taschen von Baumwoll und Nylon -Taschen fest. Die Cellulose -Taschen funktionierten jedoch unglaublich gut.

Der Schlüssel zu einem erfolgreichen Sorbenmaterial ist eine hohe Oberfläche. Ähnlich wie ein Magnet an einer Kühlschranktür an der Oberfläche eines Materials festhält. Je mehr Bereich für die Partikel zum Festhalten, desto besser. Shindel setzt voraus, dass Cellulose, ein biologisch abbaubares natürliches Material aus Holzzellstoff, eine höhere Oberfläche – und damit mehr Bindungsstellen – als schlankere synthetische Materialien aufweist.

„Die Baumwoll- und Nylonbeutel entfernen praktisch keine Schwermetalle aus dem Wasser“, sagte Shindel. „Nylon-Teebeutel sind bereits problematisch, weil sie Mikroplastik freisetzen, aber die Mehrheit der heute verwendeten Teebeutel besteht aus natürlichen Materialien wie Cellulose.

Längere Ausdrüsenzeit, weniger Metalle

Beim Vergleich verschiedener Teesorten spielten die Forscher Tee und Schleifen für eine geringfügige Rolle bei adsorbierenden Verunreinigungen. Fein gemahlene Teeblätter, insbesondere schwarze Teeblätter, adsorbierte etwas mehr Metallionen als ganze Blätter. Wiederum führten die Forscher dies der Oberfläche zu.

„Wenn Teeblätter zu schwarzem Tee verarbeitet werden, falten sie sich und ihre Poren öffnen sich“, erklärte Shindel. „Diese Falten und Poren verleihen mehr Oberfläche. Das Schleifen der Blätter erhöht auch die Oberfläche und bietet noch mehr Kapazität für die Bindung.“

Aus allen Experimenten stach ein Faktor am meisten auf. Die steuerte Zeit spielte die wichtigste Rolle bei der Fähigkeit von Teeblättern, Metallionen zu adsorbieren. Je länger die Ausdünnung war, desto mehr Verunreinigungen wurden adsorbiert.

„Jeder Tee, der länger oder eine höhere Oberfläche aufweist, wird mehr Schwermetalle effektiv abbauen“, sagte Shindel. „Einige Leute bauen ihren Tee für einige Sekunden und sie werden nicht viel Sanierung bekommen. Aber es wird den größten Teil des Metalls oder vielleicht sogar in der Nähe, wenn sie längere Zeit oder sogar über Nacht Tee brauen – wie Eiskurse -, wird sich um länger zu all dem Metall im Wasser. „

Zukünftige Möglichkeiten

Obwohl die Ergebnisse von mehreren Faktoren abhängen-zum Beispiel das Ausrühren von Zeit und das Verhältnis von Wasser zu Teen-, wird die Teevorbereitung eine Menge Blei aus Wasser entfernt, die aus Sicht der öffentlichen Gesundheit signifikant sein sollte.

Aus ihren Experimenten schätzen die Forscher, dass die Teevorbereitung etwa 15% des Bleis aus Trinkwasser durchführen kann, sogar bis zu Bleikonzentrationen bis zu 10 Teilen pro Million. Diese Schätzung gilt nur für eine „typische“ Tasse Tee, die eine Tasse Wasser und eine Tüte Tee enthält, die drei bis fünf Minuten gebraut wird. Durch Ändern der Parameter werden verschiedene Level an Bleien angefertigt. Länger als fünf Minuten lang adsorbiert mehr Blei im Vergleich zur durchschnittlichen Durchdringungszeit.

„Zehn Teile Blei pro Million sind offensichtlich unglaublich giftig“, sagte Shindel. „Aber mit niedrigeren Bleikonzentrationen sollten Teeblätter einen ähnlichen Teil des Metallgehalts im Wasser entfernen. Der primäre begrenzende Faktor ist, wie lange Sie Ihren Tee gebrüht.“

In Hochressourcengebieten der Welt ist es unwahrscheinlich, dass die Konzentrationen ein solches hohes Niveau erreichen. Und wenn es eine Wasserkrise gibt, löst das Brauen von Tee das Problem nicht. Laut Shindel liefern die Ergebnisse der Studie nützliche neue Informationen, die für die Forschung im Bereich der öffentlichen Gesundheit angewendet werden könnten.

„In einer Bevölkerung, wenn Menschen eine zusätzliche Tasse Tee pro Tag trinken, würden wir im Laufe der Zeit im Laufe der Zeit einen Rückgang der Krankheiten sehen, die eng mit der Exposition gegenüber Schwermetallen korrelieren“, sagte er. „Oder es könnte helfen, zu erklären, warum Populationen, die mehr Tee trinken, möglicherweise eine geringere Inzidenzrate von Herzerkrankungen und Schlaganfällen haben als Populationen mit geringeren Teekonsum.“

„Brauen Sie sauberes Wasser: Die Metall-Remiating-Vorteile der Teevorbereitung“ wurde teilweise vom US-Energieministerium und dem Paula M. Trienens Institute for Nachhaltigkeit und Energie unterstützt. Dravid ist Direktor globaler Initiativen am Internationalen Institut für Nanotechnologie, Gründungsdirektor des NuSance University Atomic and Nanoscales Charakterisierung Experimental (Nuance) Center, Gründungsdirektor der Soft- und Hybrid -Nanotechnologie -Experimentelle (Shyne) Ressource, Mitglied der Chemistry of Life of Life Prozesse Institute und Fakultätsabteilung des Trienens Institute.