Aerożel, który usuwa farmaceutyki ze ścieków - odkrycie estońskich naukowców

Chodzi m.in. o wykorzystywany w chorobach nerek trimetoprim. Informuje o tym pismo “Chemical Engineering Journal”.

Zespół doktora Mihkela Koela z Uniwersytetu Technicznego w Tallinnie zastosował proces ekstrakcji dwutlenkiem węgla w stanie nadkrytycznym. Dwutlenek węgla jest wówczas płynny, podczas gdy w typowych warunkach ma formę ciała stałego lub gazu. Gdy zawarty w żelu fenolowym dwutlenek węgla przechodzi w stan gazowy, powstaje aerożel – materiał lekki i porowaty, słabo przewodzący ciepło i prąd elektryczny.

Technologia oparta na łupkach

Dr Mihkel Koel zajmuje się tzw. chemią bezodpadową („zieloną chemią”). Aerożele otrzymywane są ze związków fenolowych pochodzących z miejscowych łupków bitumicznych. To właśnie dzięki zastosowaniu tych specyficznych związków z estońskiego surowca reakcja zachodzi szybko i w temperaturze pokojowej. Wcześniej produkcja aerożelu wymagała ogrzewania w temperaturze nawet 100 stopni Celsjusza przez dłuższy czas.

Dzięki domieszce metali aerożel staje się znakomitym nośnikiem katalizatora, który może być użyty np. do oczyszczania ścieków. Najlepsze wyniki uzyskano przy użyciu niklu. Ponieważ aerożel jest materiałem wysoce porowatym, o dużej powierzchni właściwej, ma doskonałe właściwości adsorbujące. Przy użyciu go naukowcy zdołali metodą fotokatalityczną usunąć ze ścieków m.in. antybakteryjny trimetoprim stosowany w leczeniu infekcji nerek.

Coraz większy problem

Farmaceutyki obecne w wodzie stanowią coraz poważniejszy problem, rośnie bowiem spożycie leków. Przedostają się do wody wraz z moczem, ale także wskutek wyrzucanie ich do kanalizacji.

Na świecie dało się już zidentyfikować ok. 500 substancji tego typu w wodach powierzchniowych, w Polsce kilkadziesiąt. Tymczasem konwencjonalne metody oczyszczania ścieków nie radzą sobie z usuwaniem wszystkich farmaceutyków. Ich obecność w wodzie stanowi poważne zagrożenie dla ekosystemów wodnych i organizmów w nich żyjących. Leki w ten sposób mogą przedostawać się do łańcucha pokarmowego, kumulować się w organizmach ryb. W ostatnich latach zaobserwowano zjawisko feminizacji płazów i ryb spowodowane zaburzeniem równowagi hormonalnej poprzez obecne w wodzie związki endokrynne.

Bakterie poradzą sobie z paracetamolem w rzekach

Dlatego naukowcy na całym świecie pracują nad metodami ich unieszkodliwiania, które mogą zostać wdrożone w oczyszczalniach. Tym bardziej, że obowiązek lepszego monitorowania oraz usuwania nakładać będzie już niedługo Dyrektywa o jakości wody do spożycia, nad którą toczą się prace w Brukseli.

źródło: naukawpolsce.pap.pl