Det finns inget nytt i att behandla vatten genom sorption av organiska lösningsmedel som trikloretylen (TCE). Men att hitta en metod som neutraliserar dessa föroreningar, istället för att bara flytta dem någon annanstans, är ingen liten bedrift. Ett team ledd av Anna Śrębowata, professor vid IPC har förbättrat en metod för katalytisk hydrobehandling, det är, omvandla TCE till kolväten som är miljömässigt mindre skadliga. Tack vare forskare från IPC PAS, inte bara vattnet i våra kranar, men också i våra floder, kan vara renare och säkrare för människors hälsa.

Rent vatten är en skatt, men också en resurs som blir mer och mer knapp. Olika föroreningar är utbredda, och vissa är extremt svåra att ta bort. Sådana föroreningar inkluderar trikloretylen (känd i Polen som TRI). Detta organiska lösningsmedel användes ofta i, bland andra, organiska synteser, kemtvätt och för industriell avfettning av metaller under deras bearbetning. På grund av dess negativa inverkan, dess användning har varit officiellt förbjuden sedan 2016. med tanke på dess stabilitet, det kan finnas kvar i både vattnet och jorden i många år framöver, förklarar MSc. Emil Kowalewski, en medlem i teamet som utvecklade den innovativa metoden för att ta bort denna förening från vatten. Projektet är en del av en global trend fokuserad på skydd av vattenresurser. Forskningen kan vara av intresse för avloppsreningsverk och bli en potentiell utgångspunkt för utveckling av innovativa vattenreningssystem. Varför?

Dagens avloppsreningsverk är system som består av många fysiska, kemiska och biologiska processer, men de eliminerar effektivt främst konventionella föroreningar. Andra kan stanna kvar i vattnet om deras koncentrationer är tillräckligt höga. "Under tiden, trikloretylen ska inte vara i vatten alls, eftersom det är mutagent, carcinogen, teratogen...", säger vetenskapsmannen, "och vad mer, extremt långvarig. Det ackumuleras och stannar på botten av reservoarer, och eftersom dess löslighet i vatten är mycket dålig, det kan förbli skadligt i många år framöver."

"Idag hanterar vi sådana föreningar huvudsakligen genom sorptionsprocessen. på detta sätt överför vi bara hotet från en plats till en annan. En attraktiv lösning verkar vara katalytisk hydrobehandling, dvs omvandla TCE till mindre skadliga kolväten. Dock, för att fullt ut utnyttja potentialen med denna metod, det var nödvändigt att utveckla en effektiv, stabil och billig katalysator, " säger Dr Anna Śrębowata, professor vid IPC.

"Tidigare, vi utförde forskning med palladiumkatalysatorer. De var effektiva men dyra, " konstaterar Emil Kowalewski. De nya nickelkatalysatorerna, utvecklat vid IPC PAS, möjliggöra en billig och effektiv metod för att genomföra processen för vattenbehandling i flödesläge, och samtidigt är de lätta att syntetisera. "Med hjälp av en katalysator där nickelnanopartiklar med en diameter av cirka 20 nm avsätts på ytan av aktivt kol, vi kombinerar sorptionsegenskaperna hos kol och nickels katalytiska aktivitet, " förklarar Kowalewski. I sin forskning, forskarna från IPC PAS visade också att nickelnanopartiklar avsatta på aktivt kol med en delvis ordnad struktur visar högre aktivitet och stabilitet än en analog katalysator baserad på ett underlag med amorf struktur

Forskarna är, dock, stoltast över det innovativa elementet i deras forskning – introduktion av flödestekniken till vattenrening från TCE. Tack vare detta, parametrarna för processen kan optimeras, mängden avfall kan minskas, och samtidigt kan katalysatorer som var ineffektiva eller till och med ineffektiva i satsvisa reaktorer (dvs. där en specifik sats av produkt behandlas på en gång) användas. "Detta var fallet med vår nickelkatalysator, " säger Kowalewski. "Utan flödesteknik, dess förmåga att använda TCE minskade med tiden, och katalysatorn genomgick förgiftning. I flödesreaktorn, även efter 25 timmar, vi observerade ingen minskning av aktiviteten, även om vi genomförde forskning om koncentrationer som är cirka 8000 gånger högre än de polska normerna för dess innehåll i dricksvatten.

Var kan den innovativa metoden användas? Framför allt i vatten- och avloppsreningsverk. Varhelst vi vill att vattnet som når slutanvändaren ska vara rent, oavsett om det är en användare av kranvatten eller en fisk som flyter i ån.

Och vad ska man göra med produkterna från hydrobehandlingen av vatten för att avlägsna trikloretylen? "De resulterande föreningarna är kolväten, huvudsakligen eten. Men det räcker inte för en bananmognadsväxt, " ler vetenskapsmannen halvt på skämt. "Det kommer helt enkelt att fly..."