Hormoner och andra mikropollutanter påverkar hälsan negativt när rester kommer in i kroppen via dricksvatten. Mycket tillämpbara lösningar för borttagning, dock, saknas fortfarande. Karlsruhe Institute of Technology (KIT) har nu utvecklat en metod där hormoner elimineras snabbt från avloppsvatten och med hög energieffektivitet. Resultaten rapporteras i Journal of Hazardous Materials .

"Förorening av kommunalt dricksvatten med mikropollutanter kan bli en av de största utmaningarna för skyddet av vår hälsa och miljön, "säger professor Andrea Schäfer från Membrane Technology Group vid KIT's Institute of Functional Interfaces (IFG). Experten och hennes team studerar avlägsnande av hormonerna estron, östradiol, progesteron och testosteron. Deras koncentration i en liter vatten, i vilket renat avloppsvatten släpps ut, är cirka 100 nanogram. "Vi letar efter nålen i höstacken, "Säger Schäfer." Ändå, dessa hormoner vid dessa koncentrationer är mycket effektiva. "Den låga koncentrationen och den lilla storleken på hormonmolekylerna hindrar inte bara detektering med analytiska metoder, men också borttagning.

Den nya membranteknologimetoden kombinerar fördelarna med adsorption (bindning) av mikropollutanter genom en aktivt koladsorberare med ultrafiltrering av förorenande partiklar med ett halvgenomsläppligt membran. I det integrerade systemet, avloppsvattnet "pressas" först genom ett polymermembran i vilket mikroorganismerna och större föroreningar kvarhålls. Bakom detta membran, ett lager av aktivt kol finns, som ursprungligen utvecklades för luftfilter. Dess yta har en hög affinitet till hormoner, vilket innebär att kol- och hormonmolekyler lätt bildar nya föreningar. Dessutom, det aktiverade kolet kan passeras av stora mängder vatten och binda många molekyler. Energin som behövs är mycket mindre än för alternativa metoder, såsom omvänd osmos.

"Den speciella konfigurationen av aktivt kol och ett polymermembran är vattenavvisande, säkerställer en hög vattenflödeshastighet på grund av den stora specifika ytarean för de använda kolpartiklarna, och arbetar snabbt och energieffektivt, "Schäfer sammanfattar fördelarna. Adsorptionsskiktet har en tjocklek på cirka två millimeter och, därav, är extremt tunn, men tar bort hormonmolekyler vid realistiska koncentrationer. Laboratorieexperiment har visat att 60% av hormonföroreningarna kan elimineras vid en vattenvolym på nio liter och en mycket liten membranyta på 38 cm2. Beroende på tjockleken på adsorptionsskiktet, detta värde kan ökas till 90%.

"Vi tror att vi har utvecklat en livskraftig teknik för eliminering av mikroföroreningar och hormoner från vatten, "säger Matteo Tagliavini, som arbetar i gruppen Schäfer som doktorandforskare och är medförfattare till den senaste publikationen. Kompositmembranet är flexibelt och kan appliceras i olika moduler. Den är lämplig för användning i stora industriella anläggningar såväl som för applikationer i mindre skala ner till kranen hemma. Praktisk användning av den nya metoden underlättas av att materialet redan har godkänts. Det första industriprojektet planeras just nu.