Aktivert karbon beskytter oss mot et giftig miljø
Det er et ordtak som sier: «Vi skal være takknemlig for at Gud har gitt oss et mikroskopisk svart hull som kan svelge unna forgiftningen som er skapt på grunn av menneskets sneversyn.» Vi skal se nærmere på holdepunktene i dette ordtaket. Hvordan er kull brukt for å motvirke forgiftning og forråtnelse i et historisk perspektiv, og hva sier vitenskapen i dag.
Grunnstoffet karbon
Karbon er et grunnstoff som viser seg i flere former: diamant, grafitt og kull. I den edle diamanten og den praktiske grafitten (blyanten), er karbonatomene organisert i en krystallinsk struktur. Karbonet i kull er derimot porøst. Kull har et stort nettverk av kriker, kroker og irrganger. Sammen representerer alle hulrommene en enorm indre overflate.
Hva er aktivt kull
Kullet aktiveres når det utsettes for vanndamp under høye temperaturer og i fravær av oksygen. Prosessen forsterker porestrukturen dramatisk: 3 gram av aktivt kull har en indre overflate tilsvarende en fotballbane. Et karbonfilter på 150 gram har en overflate på hele 50 fotballbaner. Overflaten er aktiv ikke passiv – derav navnet aktivt kull/karbon. Kullet trekker til seg urenheter som en magnet trekker til seg jernspon. Et aktivt kullfilter beskytter oss derfor på to måter: Det trekker til seg giftstoffer rent energetisk, samtidig som det finmaskede nettverk av porer i karbonblokken fungerer som en mekanisk sil for urenheter.
En finmasket sil
For at overflatevann skal bli til grunnvann må det passere lag på lag med jord og grus. Sluttvis ender det opp som rent grunnvann langt under jordens overflate. Heldigvis finner det veien opp igjen til brønner og utspring. Grunnvann har forsynt mennesker og dyr med rent drikkevann i årtusener. Vann filtreres også for urenheter når det renner gjennom det uendelige nettverket av porer i et karbonfilter.
Hvor små partikler som fanges opp avhenger av hvor fine maskene/porene er. I et kullfilter oppgis porestørrelsen i mikron. En mikron er en tusendels millimeter. Et standard kullfilter på 10 mikron har en porestørrelse på 10 tusendeler av en millimeter. De fineste kullfiltrene har en porediameter på mindre enn en 0,5 tusendeler av en millimeter. Aktivt kull fanger derfor opp et stort spekter av partikler i vannet, inkludert mikroplast og finpartikulært materiale som i vanntester har samlebetegnelsen turbiditet.
En aktiv overflate
Selv om maskene i en sil er mikroskopiske og måles i tusendels millimeter er det ikke nok til å fange opp kjemiske giftstoffer som er oppløst i vannet. Vi snakker om molekyler som måles i nanometer, som er en milliontedel av en millimeter. Derfor er det viktig at karbonet har en aktivt tiltrekkende kraft på de minste stoffene det kommer i kontakt med. Mange stoffer i naturen har en aktiv eller energetisk tiltrekkende kraft på andre stoffer. Det spesielle med aktivt kull er at den samlede overflatekraften blir svært stor på grunn av den enorme indre overflaten som det porøse kullet har. Det aktiverte karbonet tiltrekker seg kjemiske forbindelser på et molekylært nivå. Giftstoffene i vann fanges opp når de flyter gjennom karbonfilteret. Fenomenet kalles for adsorpsjon. Det ligner på absorpsjon, men det begrepet er forbeholdt væsker og gassers tiltrekkende kraft på andre stoffer. Når faste stoffer tar opp i seg andre stoffer snakker vi om adsorpsjon.
Mineralene som forekommer som atomer i vannet er ikke tiltrekkende nok for karbonet til at de fanges opp. De trenger vi til kroppens mineralbalanse. Kjemiske giftstoffer er større og har en annen molekylær oppbygging – de slipper ikke så lett unna det aktive karbonet. Heller ikke tyngre grunnstoffer som tungmetallene er.
Høyt verdsatt fra gammelt av
De gamle Egypterne og Sumererne oppdaget tidlig at kull har en preserverende effekt. Oppmalt kull ble blandet i fuktig sand for å motvirke at tømmerkonstruksjonene langs Nilens bredder råtnet. Kull ble anvendt for å bevare døde kropper. De ble begravd i en blanding av sand og kull, og kull inngikk i balsamering. Gamle handelsskip oppbevarte drikkevannet i tretønner kledd med kull. Det bidro til å holde vannet friskt.
At kull motvirket forråtnelse og dårlig lukt fikk tidlig medisinsk betydning. Gamle egyptiske skriftruller forteller om bruk i sårpleie og ved dårlig tarmhelse. Medisinske storheter som Hippocrates (400 f. Kr.), Pliny (50 e. Kr.) og Galen (130 e. Kr.) refererte til bruk av kull i deres medisinske praksis.
Pliny skrev at kullet først måtte antennes og deretter slukkes for å være medisinsk virksomt. Det var en oppdagelse som produsentene av aktivt kull anvender den dag i dag. Metoden ble perfeksjonert og satt i system på slutten av 1800-tallet. Fra da av begynte medisinske journaler å rapportere om bruk av aktivt kull ved forgiftning, og utover 1900-tallet ble det anvendt på de fleste moderne sykehus.
I dag er det stort tilbud av ulike merker av medisinsk aktivt kull både i kapsel og tablettform. På utenlandske nettbutikker selges det som «char coal». Apotekene anbefaler kulltabletter mot forgiftning fra legemidler, plantegifter, soppgift og andre stoffer, som f.eks. rottegift. Noen bruker aktivt kull som en ekstra reiseforsikring på tur i sydlige strøk med fremmede bakteriekulturer, i tarmrensekurer eller for å motvirke hangover. Andre bruker aktivt kull i ansiktsmaske for å trekke ut urenheter av huden.
Nøytraliserer miljøgifter
Forskere ved Michigan State University har testet hvordan aktivt kull kan nøytralisere effekten av miljøgifter i maten. I studiet, som ble publisert i Enviromental Toxilcology and Chemistry, valgte de den sterkeste giften blant dioksinene: en gruppe på over 200 biprodukter fra industriell produksjon. Lang tids eksponering for dioksiner øker risikoen for kreft, reproduksjonsforstyrrelser, svekker immunforsvaretog er nevrotoksisk – som andre miljøgifter. I forsøket sammenlignet man effekten av 3 beskyttende stoffer: silicon, bentonittleire og aktivert karbon. Alle ble tilsatt en matolje som var blandet med det giftige dioksinet. Det var kun musene som inntok giftblandingen sammen med aktivert karbon som ikke viste tegn til dioksinforgiftning. Forskerne bak studien fremholder at aktivt kull også kan få stor betydning for rensing av forurenset matjord.
Trenger vi å rense drikkevannet
I et prosjekt utført ved Næringsmiddeltilsynet for Midt-Rogaland for Statens Næringsmiddeltilsyn (SNT) ble vannrenseutstyr for husholdningsformål på det norske markedet kartlagt i 2001. Omkring 275 filterbaserte vannrensere for tilkopling på vannledning ble kartlagt. Rapporten anerkjenner at det kan være ønske om filtrering for å forbedre lukt og smak, og at filtrering kan være nødvendig grunnet surt vann som korroderer/feller ut metaller fra vannrør (lav pH kan påvises de fleste steder i Norge grunnet surt overflatevann i vannforsyningen).
Forfatteren Niels Chr Geelmuyden fikk i 2015 mye oppmerksomhet for boken Sannheten i glasset. Han skriver at det i Norge ble påvist rester av glyfosat i 89 prosent av vannprøvene i bekker og elver. Han er kritisk til at myndighetene heller velger å fjerne glyfosat fra søkespekteret fremfor å fortsette å måle forekomstene av dette omstridte sprøytemiddelet. Det er det mest brukte i Norge og forbruket har økt med 300 prosent på 20 år. Antall grenseoverskridende funn av sprøytegift i norske grunnvannsbrønner økte med 50 prosent fra 2007 til 2012.
I den senere tid har det dukket opp nye problemstillinger som mikroplast, som i følge en undersøkelse av VG ble funnet i 8 av 10 norske drikkevannskilder. Miljødirektoratet uttrykker bekymring for dette. Mikroplast er små plastpartikler i miljøet som har en størrelse på fra 5 millimeter (5000 mikrometer) ned til 1 tusendels millimeter (1 mikron). Et 5 mikron standardfilter vil derfor fjerne over 99% av hele spekteret av mikroplastpartikler.
Trygt og godt drikkevann er de offentlige myndigheters ansvar. Det er strenge retningslinjer for tillatt innhold av urenheter, hvor grenseverdier er angitt i drikkevannsforskriften, som du finner på lovdata.no. Mange års utslipp og forurensing i et samfunn preget av bruk og kast gjør det likevel mer krevende for myndighetene å garantere for ren luft og rent vann i dag. I motsetning til for 50 og 100 år siden hvor miljøet var mindre forurenset. I flere deler av verden garanterer ikke myndighetene lenger for trygt drikkevann. Sett i dette lys kan det være en ekstra forsikring å la springvannet renne gjennom et aktivt karbonfilter før du drikker det.
Dokumentert effekt
Effekten av aktivert karbon for å isolere toksiske substanser er vel dokumentert. Et søk på verdens største medisinske database lister over 16 000 studier. Filter av aktivert karbon er det eneste det statlige miljøorganet i USA (EPA) anbefaler for å fjerne 32 kjente miljøgiftene, inkludert benzen, dioksiner og DDT. Selv om mange av de for lengst er forbudt oppholder de seg fortsatt i jord og vann på grunn av lang halveringstid. EPA lister 14 plantevernmidler og 12 ugressmidler hvor aktivert karbon har god effekt.
Tilsetning av klor er utbredt i verden der hvor drikkevannet må desinfiseres. Effekten ligger i klorets sterke reaktivitet, som også er ødeleggende for bakterier. En uheldig sideeffekt er at klor også reagerer i kroppen, og danner skadelige forbindelser når det reagerer med organisk materiale som humus i vannet. De omtales som Thrihalomethanes og er mye testet for i drikkevannsprøver. Aktivert karbonfilter fjerner effektivt klor og deres nedbrytningsprodukter. Aktivert karbon fjerner også kobber fra gamle vannrør, og reduserer betydelig forekomsten av tungmetaller.
Hvilket filter skal man velge
De mest solgte aktive filtrene er såkalt ”CTO-grade” karbonfilter, hvor C står for chlorin (klor), T for taste (smak) og O for odør (lukt). Det er forbedring eller fjerning av disse parameterne produsentene av filter garanterer for. Filterporer på 10 mikron (0,01 mm) er mye brukt. Finere porer, som 5 mikron (0,005 mm) gir bedre filtrering. Jo finere filter desto bedre filtreringsegenskaper, og jo større jobb gjør filteret med å fange opp urenheter. Finere filter må derfor skiftes hyppigere enn mer grovkornede filter. Filter med porestørrelse i området 0,5 til 5 mikron bør skiftes ut 2 – 4 ganger årlig.
De fineste karbonfiltrene har porestørrelser ned til 0,45 mikron. Kvalitetsprodusenter av slike tilbyr god dokumentasjon på fjerning av bakterier, muggsopper og andre mikrober, så vel som medisinrester, sprøytemidler, mijløgifter og tungmetaller. Seriøse tester er basert på bruk hele filterets levetid, opp til 6 måneders og en total filtrert vannmengde på 10 000 liter vann. Da kan du drikke mer enn 50 liter om dagen, som forøvrig ikke er å anbefale.
Produksjonsprosessen
Alle kilder som har høyt innhold av naturlig karbon, som tre og kull, kan benyttes i produksjon av karbonfilter. Men karbonet må «aktiveres». Da utsettes karbonet for høye temperaturer opp til 900 grader, i kontakt med en gass og under fravær av luft/oksygen. Velg en produsent som ikke bruker kjemikalier i aktiveringsprosessen - kun varme og vanndamp.
Beste kvalitet karbonblokk oppnås når det finkornete og aktiverte karbonpulveret komprimeres ved en høyteknologisk formgivende prosess som kalles for sintering. Det gir et perfekt strukturert filter bestående av et finmasket nettverk av aktivt kull med ensartet porestørrelser.
Flere produsenter lager nå aktiverte karbonfilter av kokosnøttskall – et restprodukt fra produksjon av kokosnøttolje. Den opplever nå en renessanse i den vestlige verden. Filteret som lages av det er resirkulerbart samtidig som karbonisert kokosnøttskall er kjent for å gi en «crispy» og god ettersmak på vannet.
Vår gode beskytter nå som før
Vi innledet med et klokt ordtaket som sier at «vi skal være takknemlig for at gud har gitt oss et mikroskopisk svart hull som kan svelge unna forgiftningen som er skapt på grunn av menneskets sneversyn.» Mange vil i alle fall være enig i deler av dette bildet: At vi på jaget etter økt materiell velstand har begått mange overgrep mot jordens skapninger og miljø. En ny bevissthet må gro frem for å skape et bærekraftig samfunn som kan eksistere uten å forgifte miljøet. Det folkelige engasjementet i å berge planeten har blitt større og mer ekte, og godt synlig blant de yngste.
Samtidig må vi beskytte oss så godt som vi kan mot all forurensingen vi allerede har skapt. Det er mye god erfaring og dokumentasjon på at aktivert kull har en enestående evne til å ta til seg giftstoffer og nøytralisere dårlig lukt. Vi kan fortsatt stole på karbon: Til medisinsk bruk, for å motvirke forråtnelse og adsorbere gifter som har sluppet inn i magen. Og vi kan stole på at det renser vannet fra springen, som kommer fra forurensede elver og grunnvann, så vel som fra gamle vannrør som kunne trengt en overhaling.
Kartlegging av vannrenseutstyr for husholdningsformål, Næringstilsynet for Midt Rogaland IKS, 2001
