Quy trình mới giúp loại hiệu quả hormone steroid ra khỏi nước
08/09/2020
KH&CN nước ngoài
Các chất vi lượng đang gây ô nhiễm nước trên toàn thế giới. Trong đó, hormone steroid không thể loại bỏ một cách hiệu quả bằng các quy trình thông thường. Để giải quyết, các nhà nghiên cứu của Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) đã phát triển hệ thống lọc kết hợp màng polymer với than hoạt tính.
Một trong những thách thức lớn nhất của thế kỷ 21 là cung cấp nước sạch cho người dân. Nước uống thường bị nhiễm các chất vi lượng. Trong đó, có hormone steroid (thường có trong y tế và thuốc tránh thai). Nồng độ của chúng trong một lít nước, dù có thể chỉ vài nanogram, nhưng cũng có thể gây hại cho sức khỏe con người và ảnh hưởng đến môi trường. Do nồng độ thấp và kích thước các phân tử nhỏ, các hormone steroid không chỉ khó phát hiện mà còn khó loại bỏ. Các công nghệ xử lý nước thải thông thường không đủ hiệu lực.
Nhóm ngiên cứu của giáo sư Andrea Iris Schäfer, Viện trưởng Viện Advanced Membrane Technology (IAMT) của KIT đã phát triển được phương pháp loại bỏ các hormone steroid khỏi nước thải môt cách nhanh chóng và tiết kiệm năng lượng. Họ đã kết hợp màng polymer với than hoạt tính. “Ban đầu, nước được ép qua màng bán thấm, giúp loại bỏ các tạp chất và vi sinh vật lớn. Sau đó, nước chảy qua lớp các hạt carbon phía sau, lớp này liên kết các phân tử hormone." Schäfer giải thích.
Công nghệ này cho phép đạt được tiêu chuẩn về nanogram estradiol trong nước uống của Ủy ban Châu Âu, theo các nhà nghiên cứu.
Các nhà khoa học đã nghiên cứu chi tiết các quá trình xảy ra trong lớp than hoạt tính và sử dụng các hạt cacbon biến tính (than hoạt tính hình cầu gốc polyme - PBSAC). “Tất cả phụ thuộc vào đường kính của các hạt carbon. Đường kính hạt càng nhỏ, thì bề mặt bên ngoài của lớp than hoạt tính có sẵn để hấp phụ các phân tử hormone càng lớn", Matteo Tagliavini (IAMT) cho biết.
Trong lớp than hoạt tính có độ dày 2 mm, các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc loại bỏ 96% estradiol có trong nước nhờ đã giảm đường kính hạt. Bằng cách tăng nồng độ oxy trong than hoạt tính, động học hấp phụ đã được cải thiện hơn, hiệu suất tách estradiol hơn 99%.
Phương pháp này (đã được công bố trong tạp chí Water Research) cho phép dòng nước đạt tốc độ cao ở áp suất thấp, tiết kiệm năng lượng và phân tách được nhiều phân tử mà không tạo ra bất kỳ sản phẩm phụ độc hại nào. Theo Schäfer, có thể sử dụng linh hoạt công nghệ này trong các hệ thống cấp nước có quy mô khác nhau, từ cấp nước tiêu thụ cho đến các cơ sở công nghiệp.
Tuấn Kiệt (CESTI) - Theo sciencedaily.com