Miljøkjemi og teknologi

Seksjon for miljøkjemi og teknologi er delt inn i tre grupper:

• Miljøanalyse
• Miljøpåvirkninger
• Miljøbaserte løsninger

Et felles tema for all forskningsaktivitet i seksjonen er – kjemien – bindeleddet mellom befolkningen og miljøet. Dette inkluderer menneskers innvirkning på miljøet, effekten av miljøkjemikalier på menneskers helse, og hvordan bærekraftige teknologiske løsninger kan bidra til å redusere de negative konsekvensene for  mennesker og miljø.

Seksjonens kompetanseområder inkluderer blant annet:

• Utvikling og tilpasning av metoder for analyse og prøvetaking
• Nye miljøgifter, legemidler, narkotiske stoffer, biocider, peroksider, UV-stoffer osv.
• Passive prøvetakere for en rekke organiske og uorganiske parametere
• Nanopartikler og metallspesiering
• Utvikling, validering og testing av teknologier for å fjerne og bryte ned ulike typer forurensninger i forbruksvann, samt kommunalt og industrielt avløpsvann

Aktivitetene i Seksjon for miljøkjemi og teknologi er forankret i analytisk kjemi, som gir bedre forståelse av hvordan vi kan fjerne eller redusere effekten av ulike miljøforurensinger gjennom bærekraftige og kostnadseffektive løsninger. Vi utvikler forbedrede analysemetoder for analyse av prøver (vann, sedimenter, slam og biota) for å undersøke tilstedeværelsen av ulike kjemiske stoffer. De kjemiske stoffene inkluderer nye typer forurensende stoffer, legemidler og veterinærmedisiner, plantevernmidler, biocider, og persistente organiske miljøgifter (POPs). Vi har også ressurser og ekspertise for bestemmelse av mikrobiologisk kvalitet på vann og avløpsvann, samt kvantifisering av DNA/gener.

Seksjonen bruker avanserte analytiske instrumenter for gjennomføring av dybdeanalyser, blant annet:

• LC-HRMS
• LC-MS/MS
• SFC-HRMS
• SFC-MS/MS
• GC-MS/MS
• Partikkelteller
• Flytcytometer
• qPCR

I tillegg til analyse driver seksjonen også med innovativ og praktisk forskning for å redusere effektene av kjemikalier på miljøet. Dette innebærer å studere og modellere effektene av forurensende stoffer, og å utvikle bedre teknologi for å fjerne forurensning i prosesstrømmer og dermed redusere miljøutslipp. I tillegg til rutinemessige og konvensjonelle behandlingsteknologier som er utbredt i industri og kommunal sektor, undersøker vi fjerning og/eller destruksjon av forurensende stoffer ved bruk av avanserte behandlinger som lab- og pilotskala membranfiltreringssystemer (for fjerning av organisk materiale og forurensende stoffer som i økende grad oppleves som problematiske, inkludert antibiotikaresistensgener) og UV-baserte prosesser (direkte UV-behandling for desinfisering og ødeleggelse av DNA/antibiotikaresistensgener, og avanserte oksidasjonsprosesser for nedbrytning av mikroforurensninger).

Våre membranfiltreringssystemer er i stand til å teste forskjellige membraner under en rekke ulike testforhold for å tilby skreddersydde løsninger. De UV-baserte systemene kan bruke både konvensjonelle lamper og nye UV-LED-lamper som er i stand til å avgi UV med forskjellige bølgelengder for optimal og kostnadseffektiv nedbrytning. Vi utvikler løsninger som er anvendelige i flere bransjer, deriblant kommunalt og industrielt vann/avløpsvann, olje og gass, akvakultur og ballastvannbehandling.

Spesifikke forskningsområder

1.       Hypotesefri miljøscreening

Et av seksjonens satsningsområder er banebrytende forskning og utvikling av nye og innovative algoritmer for å utforske HRMS-datasett. For nylige vitenskapelige publikasjoner på dette feltet, kontakt Saer Samanipour. 

2.       Kloakkbasert epidemiologi

Forskerne i Seksjon for miljøkjemi og teknologi er verdensledende innen kloakkbasert epidemiologi. Vi jobber med analyser av kommunalt avløp for eksogene og endogene biomarkører for å estimere menneskelig eksponering for kjemikalier. Vårt forskningsnettverk inkluderer forskere som jobber innen ulike forskningsområder som analytisk kjemi, fysiologi og biokjemi, avløpsteknologi, epidemiologi og statistisk og konvensjonell epidemiologi.

3.       Vann- og avløpsteknikk

Vårt tverrfaglige team utvikler og tester teknologier for fjerning og nedbrytning av en rekke konvensjonelle og nye forurensende stoffer. Vi legger særlig vekt på å utvikle bærekraftige og kostnadseffektive løsninger gjennom prosessoptimering.

Vi samarbeider med våre kunder for å løse utfordringer og nå deres målsetninger innen områder som:

• Kommunalt avløpsvann
• Industrielt avløpsvann
• Drikkevann
• Gjenvinning og gjenbruk av avløpsvann
• Membrankonsentrathåndtering

a) Analytisk metodeutvikling

Vi har med bruk av noen av de mest effektive og avanserte behandlingsløsningene som finnes utviklet metoder for å undersøke fjerning og skade av antibiotikaresistente gener (ARGs). Våre forskere bruker avanserte analyseverktøy for å vurdere den kjemiske og mikrobiologiske kvaliteten på vann og avløpsvann, uavhengig av hvor komplekse matrisene er.

b) Antimikrobiell resistenskontroll (AMR)

Det er velkjent at utbredt bruk og misbruk av antimikrobielle midler (antibiotika, soppdrepende midler, antivirale midler, antiparasittiske midler) bidrar til framvekst og spredning av antimikrobiell resistens (AMR) i ulike miljømatriser, inkludert drikkevann og avløpsvann. Ettersom urbane avløpsrenseanlegg er anerkjent som hotspots for AMR, og konvensjonelle teknologier ikke er effektive nok når det kommer til å fjerne eller inaktivere antibiotikaresistente bakterier (ARB) og antibiotikaresistensgener (ARG), jobber vårt team med å utvikle mer effektive løsninger. Vårt forsknings- og utviklingsarbeid utforsker effektive tiltak for å minimere utslipp av ARGer til miljøet. Vår forskning viser at membranfiltrering kan være et effektivt tiltak for å redusere risikoen for utslipp av ARGer i vann og spredning av antibiotikaresistens i miljøet.  

Konvensjonelle metoder for desinfisering baserer seg på inaktivering av patogener, og er dermed ikke i stand til å gjøre nok skade på DNA til å minimere AMR. I det siste har vi vektlagt behovet for å bevege oss bort fra konvensjonell patogen inaktivering, og heller jobbe mot destruksjon av ARG. Vi bruker UV-LED-lys med ulike bølgelengder, som er en kvikksølvfri metode for UV-stråling, for å oppnå fremtidens målsetninger for desinfeksjon. Vårt arbeid har vist av UV-LED effektivt skader DNAet, og dermed fører til redusert spredning av resistensgener.

> Les mer om UV-teknologi med kollimert stråle

Andre referanser

Sewage Analysis CORe group Europe (SCORE)

Wastewater-based drug epidemiology explained

EMCDDA: Wastewater analysis

SEWPROF ITN: A new paradigm in drug use and human health risk assessment; Sewage profiling at the community level

4. Effekter av mikroplast (MP) på landbrukssystemer og kraftmiljøer

En stor andel av mikroplasten som genereres i i-land blir fanget opp i kloakken. Store mengder avløpsslam blir deretter spredt i jordbruket. Dette er svært urovekkende, da plastpolymerer kan inneholde giftige og hormonforstyrrende stoffer. Våre forskere forsøker å bidra med viktig kunnskap om hvordan vi kan unngå forurensing i jordbrukslandskap, og utvikler veiledning for hvordan dreneringshåndtering påvirker mobiliteten til mikroplasten. Dette tverrfaglige arbeidet inkluderer risikokommunikasjon, involvering av ulike bruker- og interessegrupper, økotoksikologi, modellering av avløpsvann behandlingsprosesser, støtteverktøy for beslutningstakere, overvåkning og eksperimentelt arbeid for å forstå og minimere utfordringene knyttet til mikroplast i jordbrukssystemer.

Les mer:

IMPASSE - Impacts of MicroPlastics on AgrosystemS and Stream Environments

5.       Nordisk ekspertise innen bioøkonomi – NordAqua

NordAqua-prosjektet er et Nordic Center of Excellence med forskningspartnere fra Finland, Sverige og Norge, som sammen skal utvikle verdifulle produkter gjennom dyrking av fotosyntetiske organismer: Blågrønnbakterier, mikroalger og makroalger (tare).