Su arıtma: Güneş ışığı ile hormonların uzaklaştırılması

Steroid hormonlar gibi mikro kirleticiler dünya çapında içme suyunu kirletir ve en küçük miktarlarda bile insan sağlığı ve çevre için önemli bir tehdit oluşturur. Şimdiye kadar, onları verimli ve sürdürülebilir bir şekilde ortadan kaldıran, kolayca ölçeklendirilebilen su arıtma teknolojileri eksikti. Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü’ndeki (KIT) bilim adamları, hormonları gidermek için yeni bir kimyasal işlem geliştirdiler. Fotokataliz mekanizmalarından yararlanır ve kirleticileri potansiyel olarak güvenli oksidasyon ürünlerine dönüştürür. Ekip, Applied Catalysis B: Environmental dergisinde bunu rapor ediyor .

İlaçlar, pestisitler ve hormonlar gibi organik kirleticiler – nano ölçekli konsantrasyonlarda bile – içme suyunu insanlar, hayvanlar ve çevre için önemli riskler oluşturacak şekilde kirletmektedir. Özellikle steroid hormonları estron, estradiol, progesteron ve testosteron, insanlarda ve vahşi yaşamda biyolojik hasara neden olabilir. Bu nedenle Avrupa Birliği, güvenli ve temiz içme suyu için katı asgari kalite standartları belirlemiştir ve bu standartlar su arıtma için yeni teknolojilerin geliştirilmesinde de dikkate alınmalıdır. KIT’te Gelişmiş Membran Teknolojisi Enstitüsü (IAMT) Başkanı Profesör Andrea Iris Schäfer, “Bilim için zorluk, hormon moleküllerini hedeflemek için daha hassas yöntemler geliştirmektir” diyor. Asıl sorun, steroid hormonlarının suda tespit edilmesinin çok zor olmasıdır. ” Her kentilyon su molekülü için bir hormon molekülü vardır. Bu son derece düşük bir konsantrasyon, “diye açıklıyor uzman.

Mikro Kirleticileri Algılama ve Çıkarma

Geleneksel su arıtma teknolojileri ile atık su arıtma tesisleri mikro kirleticileri ne bulabilir ne de ortadan kaldırabilir. IAMT ve KIT Mikro Yapı Teknolojisi Enstitüsü (IMT) araştırmacıları bu nedenle mikro kirleticileri sadece tespit etmek ve ölçmekle kalmayıp, aynı zamanda onları ortadan kaldırmak için de yeni yöntemler üzerinde çalışıyorlar. Yeni, fotokatalitik bir süreç umut vaat ediyor. Bilim adamları, ticari olarak temin edilebilen geniş gözenekli bir polimer zarı, görünür radyasyonu emebilen, paladyum içeren, ışığa duyarlı bir molekül olan Pd (II) -porfirin ile kapladı. Simüle edilmiş güneş ışığı ile radyasyona maruz kalma, oldukça reaktif bir oksijen türü olan tekli oksijen üreten kimyasal bir süreci başlatır. Tekli oksijen spesifik olarak hormon moleküllerine “saldırır” ve onları potansiyel olarak güvenli oksidasyon ürünlerine dönüştürür. “

Östradiol Konsantrasyonunun Önemli ölçüde Azaltılması

Steroid hormonların kimyasal olarak ayrıştırılması ve diğer mikro kirleticilerin filtrasyonu tek bir modülde gerçekleştirilebilir. Bu işlem ile bir saatte bir metrekare membran başına 60 ila 600 litre suyun filtrelenmesi mümkündür. Bilim adamları, biyolojik olarak en aktif steroid hormon olan estradiol konsantrasyonunu litre başına 100’den 2 nanograma yüzde 98 oranında düşürmeyi başardılar. Schäfer, “Bu, litre başına bir nanogramlık AB hedef değerine halihazırda çok yakın olduğumuz anlamına geliyor,” diye vurguluyor. Araştırma ekibinin bir sonraki hedefi, fotokatalitik süreci daha da optimize etmek ve daha büyük bir ölçeğe aktarmak. Açık konular, ne kadar ışık yoğunluğu ve ne kadar porfirine ihtiyaç duyulacağını ve platin metal grubundaki pahalı paladyumun başka metallerle değiştirilip değiştirilemeyeceğini bulmaktır.