Dagvatten med urlakade tungmetaller förorenar vattendrag. Tyg med påvuxna svampar kan bli ett både billigt och kraftfullt motvapen.

Det har varit torrt, men så kommer regnet. Många veckors upplagrat damm har yrt över vägbanorna, men nu slås det ned. När det sköljs bort i strida rännilar drar det med sig krom från vägräckena. Koppar. Zink och bly från trafiken. Flödena letar sig samman till kvillrande bäckar, där halterna av tungmetaller plötsligt blir mycket högre än de brukar.

Men efter en stund har de sjunkit igen. Bäcken där vattnet strömmar är fodrad med tyg på botten. På tyget sitter strukturer av fastodlade och sedan avdödade svampar: en aktiv kemisk yta som drar åt sig tungmetalljonerna och binder dem till sig i tyget.

Svamp från det indonesiska köket

”Vi har testat några olika svamparter men det finns ju hundratusentals olika, så det finns en ganska stor potential att utforska”, säger Nils-Krister Persson på WaterWeave. På sikt kan olika arter ge skräddarsydda lösningar för specifika metaller. Foto: Högskolan i Borås.

”Svampen kommer från det indonesiska köket”, berättar Nils-Krister Persson på WaterWeave, docent och forskningsledare för Smart Textiles Technology Lab. ”Det finns en indonesisk sorts mat som heter tempeh – sojabönor som fermenteras tillsammans med en ätlig mögelsvamp – och det är den vi använder oss av. Vi vill naturligtvis ha något ogiftigt.”

Svampen odlar WaterWeave på ett tygunderlag som vävs i naturmaterialet jute – och det är egentligen i den kombinationen själva innovationen ligger.

”Att svamp kan ta upp metaller är ju känt sedan tidigare, och ibland kommer det larmrapporter om att det är för höga halter av tungmetaller i matsvamp. Jag tror till och med att vi skulle kunna jobba med någon karljohanssvamp eller champinjon också, även om vi inte har försökt det. Men att sätta det på tyg har jag inte sett någon annanstans”, säger Nils-Krister Persson, och fortsätter:

”Om man hade friflytande svampar skulle man ju behöva samla upp dem igen; vi vill få dem immobiliserade på ytan av tyget. Man får också en stor effektiv yta genom att det är ett fluffigt material, så man får mycket kemiska reaktioner”.

En konstgjord, portabel våtmark

Tyget gör att man kan göra stora ytor till lågt pris, och det gör systemet portabelt: man kan rulla ihop tyget och ta det till den plats där man vill få vattenrening – och sedan ta upp det därifrån när det blir mättat eller om reningen är färdig. På så sätt kan tungmetallerna tas om hand på ett kontrollerat sätt.

”Det finns olika typer av textila konstruktioner, och vi har sett att våffelbindning fungerar bra – det används i till exempel kökshanddukar. Men det ska framför allt vara ett billigt material och enkelt att väva. Jute använder man också ganska mycket i det man kallar geotextilier, som man gräver ner i marken för att till exempel hålla jordmassor i schack”, berättar Nils-Krister Persson.

Det är inte fråga om en filtrering genom tyget, vattnet behöver bara komma i kontakt med den aktiva ytan där alla kemiska reaktioner händer. Det gör att tekniken fungerar även för vatten som inte strömmar.

”Det ska mer liknas vid en artificiell våtmark som det kontaminerade vattnet flyter jäms med – och därför kan man behöva ganska lång sträcka. Det har att göra med något som heter biosorption, alltså biologiska material som är duktiga på att ta upp olika andra saker som ligger och flyter runt i vattnet. I det här fallet tungmetalljoner”, förklarar Nils-Krister Persson.

När tygerna läggs ut är svampen inte längre levande – av två orsaker. Dels vill man inte få någon spridningseffekt av främmande arter, dels får den avdödade svampen en annan ytkemi med lite bättre upptagningsförmåga.

”Vi jobbar alltså inte med svampens metabolism här, vilket man också kan göra, utan det handlar om ytstrukturer i svampen: det finns en karboxylsyregrupp där som är mottaglig för tungmetaller”, säger Nils-Krister Persson.

Good-enough-lösning för dagvattenrening

WaterWeaves svampbeväxta juteväv binder tungmetalljoner genom passiv biosorption när den placeras i vatten. Vattnet behöver inte filtreras genom tyget, bara komma i kontakt med den aktiva ytan. Foto: Högskolan i Borås.

WaterWeaves tyglösning gör ett gott arbete med att fånga upp ett brett spektrum av tungmetaller, till exempel koppar, krom, bly och kadmium. Hur effektivt upptaget är för varje enskild metall beror på svamparten och faktorer som pH-värdet i vattnet – men ambitionen är inte heller att eliminera allt.

”Det är inte någon hundraprocentig vattenrening och det riktar inte in sig mot dricksvatten – men det är däremot mycket bättre än inget alls. Man kan beskriva det som en väldigt billig good-enough-lösning, det ska bli en produkt med realistiskt pris – och nästan som natur, fast lite förbättrat”, säger Nils-Krister Persson.

WaterWeave tänker sig att tygerna kan läggas ut längs motorvägar eller i närheten av deponier för att fånga upp föroreningar där de lakas ut. Framförallt jobbar man med system för dagvatten, som ofta bildar svårhanterliga flöden över städernas hårdgjorda ytor – och det finns så få tekniker som kan ta hand om dagvatten idag att kommuner och fastighetsägare har svårt att leva upp till den europeiska lagstiftningen på området (se även artikeln ”Effektivt flytande filter renar dagvatten”).

”Men det här fungerar. Vi är inte riktigt framme i en kommersiell fas ännu, men de senaste två åren har vi haft väldigt mycket försök med tidiga kunder snarare än det forskningsmässiga. Vi jobbar mycket med kommuner i västra Sverige, där vi tittar på praktisk hantering och gör fältmässiga tester”, berättar Nils-Krister Persson.

I det teknikvacuum som råder kan svampreningen sannolikt göra en väldigt stor miljönytta. Men exakt hur stor är det anmärkningsvärt nog svårt att avgöra:

”Ta en stadskärna någonstans – hur mycket tungmetaller rinner det ut ur den varje höst? Det är ingen som vet. Man kanske gör punktinsatser vid enskilda industrier eller deponier där man kan mäta ganska väl, men städer och kommuner har generellt sett inte koll på helheten. Det är också väldigt stora variationer över tid”, förklarar Nils-Krister Persson.

För WaterWeave handlar det mest om uppskalning nu, att hitta ett bra och kostnadseffektivt sätt att tillverka i större skala. Bland annat undersöker man om avfallsströmmar från livsmedelsindustrin kan ge den näring som behövs till den växande svampen. Samtidigt leder Nils-Krister Persson också Smart Textiles Technology Lab, ett initiativ i gränslandet mellan forskningsvärlden och innovationsindustrin på Högskolan i Borås.

”Där jobbar vi väldigt brett med avancerade textilier, till exempel elektriskt ledande fibrer som inte är av metall. Det är forskning, men nära näringslivet – och de flesta företag som kommer till oss är inte textilföretag. Det är allt från stålverk till byggföretag som ser att textila material och processer kan lösa tekniska problem i deras sammanhang. Vi hjälper inte svensk textil industri där, vi hjälper all svensk industri”, konstaterar Nils-Krister Persson.

Artikeln publicerades i december 2018.