制藥中的類固醇激素等微量污染物日益污染著世界的水。但是傳統(tǒng)的污水處理廠無法去除這些雜質(zhì)。研究人員設(shè)計了一種全新的聚合體過濾器(一種可將小碳粒子與體內(nèi)激素結(jié)合的聚合體)。即使污染很強(qiáng)的石油也可被移除。
對普通藥物和預(yù)防類藥物具有相似作用的污染物越來越多地進(jìn)入我們的廢水中。它們在一升水中的比例僅為幾納克，但是即使這些少量也對人體健康有害，并對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。由于分子的低濃度和微小尺寸，類固醇激素等微污染物不僅難以檢測，而且難以去除。傳統(tǒng)的澄清技術(shù)也還不夠。這使得全球清潔飲用水的供應(yīng)成為21世紀(jì)最大的挑戰(zhàn)之一。
多次過濾
來自卡爾斯魯厄技術(shù)學(xué)院（KIT）的Matteo Tagliavini領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員可以找到解決方案。您已經(jīng)開發(fā)了一種創(chuàng)新的過濾系統(tǒng)，該系統(tǒng)還可以過濾水中的激素微污染物。該系統(tǒng)由已經(jīng)用于處理沼氣或海水淡化的過程。半透性聚合物膜通常用于此目的，某些鹽或顆粒只能沿一個方向穿過它們。
過濾器系統(tǒng)的工作方式很簡單：“首先，將水壓過半透膜。Tagliavini的同事Andrea IrisSchäfer解釋說，這可以過濾掉較大的雜質(zhì)和微生物。為了過濾較小的顆粒，聚合物膜在其后部增加了活性炭層，粗凈的水流過該活性炭層。該層中的碳顆粒與水中的較小分子結(jié)合并過濾掉?，F(xiàn)在，研究團(tuán)隊(duì)更詳細(xì)地研究了活性炭層上的過程，以了解如何用該層去除甚至最小的污染物。
微調(diào)膜
“這全都取決于碳顆粒的直徑，” Tagliavini解釋說。“粒徑越小，可用于吸附激素分子的活性炭層的外表面就越大。”研究人員利用了這一發(fā)現(xiàn)：他們將兩毫米厚的活性炭層中的碳的粒徑從640微米減小到80微米，從而將其除去。水中96％的雌二醇是生理上最有效的雌激素。另外，科學(xué)家增加了活性炭層中的氧含量。這使得可以進(jìn)一步改善激素分子的吸收并去除99％以上的雌二醇。
因此，這種改進(jìn)的方法可以從廢水中快速，高效地過濾甚至類固醇激素。Schäfer說：“該工藝可以在低壓下使水大量流過，具有高能效，可以過濾出許多分子，不會產(chǎn)生任何有害的副產(chǎn)物，并且可以靈活地用于各種尺寸的設(shè)備-從家用水龍頭到工業(yè)廠房。”
“我們的技術(shù)現(xiàn)在使達(dá)到歐盟委員會提出的每升一納克雌二醇的飲用水推薦值成為可能。”
有了新的聚合物膜，研究人員正在朝改善世界各地人們的供水邁出第一步。
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