The original title of the article: Effective mercury removal from water using aromatic isocyanides as reducing agents
Removing mercury from water is one of the most critical environmental challenges of our time. As part of our research group’s latest findings, we have developed an innovative chemical process that can extract this heavy metal from aqueous media in a manner that is far more sustainable than current industrial standards and without producing toxic byproducts.
Mercury enters the environment primarily through industrial and agricultural activities. One of the most serious problems in environmental chemistry is that inorganic mercury entering natural waters is converted by aquatic microorganisms into a much more dangerous organic compound, methylmercury. This form is easily incorporated into the vital tissues of living organisms and moves up the food chain. As it moves from microscopic aquatic organisms to fish, and from fish to top predators—including humans—its concentration continues to multiply, posing a serious health and environmental risk.
Due to the toxicity of mercury, extremely strict legal limits apply to its concentration in water. In accordance with EU regulations, under Hungarian Government Decree No. 5/2023 (January 12), the maximum permissible concentration of mercury in our drinking water is only 1 microgram per liter (1 µg/L). This limit is ten times stricter than the more widely known Hungarian limit for arsenic.
The regulations governing our rivers and lakes are even stricter than that. The problem is further exacerbated by drought conditions associated with climate change: as water supplies dwindle, pollutant concentrations may increase locally, thereby intensifying the toxic effects on ecosystems.
Munkánk megkezdésekor abból a problémából indultunk ki, hogy a jelenleg leginkább elterjedt ipari eljárások, pl. adszorpció, kicsapás és az ón(II)-kloriddal történő higanykivonás bár működőképesek, komoly környezetvédelmi kompromisszumot követelnek. A folyamat során ugyanis nagy mennyiségű, toxikus másodlagos hulladék: szennyezett szén vagy óniszap képződik, amelynek biztonságos elhelyezése újabb terhet ró a környezetre.
Kutatásunk során sikerült azonosítanunk egy új vegyületcsaládot, amely kiválóan alkalmazható az ipari technológiákban használt vizek higanymentesítésére. A vizsgált molekulák közül az ICAN (1-amino-5-izocianonaftalin) nevű vegyület bizonyult a legkiemelkedőbbnek. Az ICAN teljesen szelektív és sztöchiometrikus kémiai reakcióba lép a higanyvegyületekkel, elemi higany és aminvegyületek képződése közben. Munkánk során kidolgoztunk egy olyan eljárást, amellyel közel teljes mértékben el tudjuk távolítani a higanyt a vízből, gázzal, pl. levegővel való kihajtással. Kísérleteink igazolták, hogy a módszerünk már egészen kis anyagmennyiség felhasználásával is eléri a jelenleg használt ón-klorid hatékonyságát – megbízhatóan 1 µg/L alatti maradék higanyszintet produkálva – azonban a mérgező óniszap képződése nélkül.
Az általunk fejlesztett eljárás egyik legfontosabb analitikai eredménye, hogy nemcsak ipari körülmények között, hanem a komplex, nagy sótartalmú tengervízben is rendkívül hatékonynak bizonyult. Ez a robusztusság azt mutatja, hogy az új technológia a jövőben nemcsak a hazai ivóvíz- és iparivíz-kezelésben hozhat áttörést, hanem globális szinten is eszközt adhat a szakemberek kezébe a szennyezett tengeri élőhelyek kármentesítésére.