Dieser Katalysator löscht 99 Prozent BPA aus Wasser

Dieser Katalysator löscht 99 Prozent BPA aus Wasser
Bildnachweis: IUCNweb (CC VON 2.0)

Wissenschaftler haben eine Methode entwickelt, um mehr als 99 Prozent Bisphenol A (auch bekannt als BPA) aus Wasser schnell und kostengünstig zu entfernen.

BPA, eine ubiquitäre und gefährliche Chemikalie, die bei der Herstellung vieler Kunststoffe verwendet wird, ist in Wasserquellen auf der ganzen Welt zu finden.

In einem neuen Papier, das in erscheint Grüne ChemieDer Chemiker Terrence J. Collins und sein Forscherteam haben Beweise für die Anwesenheit von BPA in einer Vielzahl von Produkten und Wasserquellen sowie für die Toxizität der Chemikalie zusammengestellt.

Das Forscherteam legt großen Wert darauf, BPA-kontaminiertes Wasser, insbesondere industrielle Abfallströme und Deponiesickerwasser, effektiv zu sanieren, und sie bieten eine einfache Lösung.

BPA ist eine Chemikalie, die hauptsächlich bei der Herstellung von Polycarbonat-Kunststoff und Epoxidharzen verwendet wird. Seine Verwendung ist weit verbreitet - BPA kann in Produkten von DVDs und Brillengläsern bis zu Kassenbelegen gefunden werden - und Menschen und Wildtiere sind regelmäßig exponiert.

BPA ist gefährlich, da es Östrogen, ein natürlich vorkommendes Hormon, nachahmt und das endokrine System des Körpers beeinflussen kann. Studien an Fischen, Säugetieren und menschlichen Zellen haben gezeigt, dass BPA die Entwicklung, das Wachstum und den Stoffwechsel des Gehirns und des Nervensystems sowie das Fortpflanzungssystem negativ beeinflusst.

Bedenken hinsichtlich der gesundheitlichen Auswirkungen von BPA veranlassten die Hersteller, ab 2010 mit der Herstellung von BPA-freien Produkten wie Babyflaschen und Wasserflaschen zu beginnen. Viele BPA-Ersatzstoffe haben auch eine ähnliche Toxizität wie BPA selbst.

"BPA-Ersatz wurde oft nicht ausreichend getestet, obwohl Tests einfach durchzuführen sind", sagt Collins, Professor für grüne Chemie an der Carnegie Mellon University. Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/...1/index.html Laut Collins haben Umwelt - Gesundheitswissenschaftler und grüne Chemiker eine Methode entwickelt, die das Stufenprotokoll für endokrine Störungen (TiPED) zur Identifizierung endokriner Disruptoren auf höchstem Niveau der zeitgenössischen Wissenschaft, die in Grüne Chemie erschienen.


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Mit mehr als 15 Milliarden Pfund BPA, die jährlich produziert werden, stellen BPA-Kontamination und -Reinigung eine erhebliche Herausforderung dar.

"Es gibt kein Entkommen vor BPA - für jede lebende Kreatur", sagt Collins. "Die massive weltweite Nutzung von BPA belastet eine bereits überlastete Wasseraufbereitungsinfrastruktur und die meisten BPA-Wasserfreisetzungen erreichen einfach nie eine Wasseraufbereitungsanlage. Unser Ansatz hat das große Potenzial, eine viel bessere Sanierungsstrategie für BPA-kontaminierte Abfallströme zu sein. "

BPA-kontaminiertes Wasser wie Industrieabfälle oder Deponiesickerwasser kann behandelt werden oder auch nicht, bevor es in die Umwelt oder in Kläranlagen gelangt.

Das Team von Collins bietet eine einfache, effektive und kostengünstige Reinigungslösung. Ihr System umfasst eine Gruppe von Katalysatoren, TAML-Aktivatoren genannt, kleine Moleküle, die oxidierende Enzyme imitieren. In Kombination mit Wasserstoffperoxid bauen TAML-Aktivatoren schädliche Chemikalien in Wasser sehr effektiv ab.

In der Arbeit zeigen die Forscher die Wirksamkeit und Sicherheit von TAML-Aktivatoren beim Abbau von BPA. Die Zugabe von TAMLs und Wasserstoffperoxid zu stark mit BPA kontaminiertem Wasser führte zu einer 99-prozentualen Reduktion von BPA innerhalb von 30 Minuten bei nahezu neutralem pH-Wert, der pH-Norm für die Abwasserbehandlung.

Die TAML-Behandlung bei diesem pH-Wert führte dazu, dass sich BPA zu größeren Einheiten zusammensetzte, die als Oligomere bezeichnet werden, die zusammenklumpen und aus dem Wasser ausfallen. Laut Collins konnten die Oligomere in einer BPA-Wasseraufbereitungsanlage gefiltert und entsorgt werden.

Am wichtigsten ist, dass umfangreiche Studien von Collins und seinen Mitarbeitern ergaben, dass die Oligomere selbst nicht schädlich sind. Die Art der Bindungen, die die BPA-Moleküle zusammenkleben, erlaubt es den Oligomeren nicht, zu BPA zurückzukehren.

Um die Sicherheit des dekontaminierten Wassers, einschließlich der Oligomere, zu gewährleisten, testeten die Forscher es mit TiPED-Tests. Sie fanden heraus, dass das TAML-behandelte BPA-Wasser keine Östrogenaktivität zeigte oder Anomalien in Hefe und sich entwickelnden Zebrafisch-Embryonen verursachte.

Die Forscher testeten auch die Wirksamkeit der TAML-Behandlung auf BPA-beladenem Wasser bei einem pH-Wert von 11. Bei diesem höheren pH-Wert gab es eine um mehr als 99.9 prozentuale Verringerung von BPA innerhalb von 15 Minuten. Im Gegensatz zur pH-8.5-Behandlung wurden die BPA-Moleküle zerstört, und es wurden keine Oligomere nachgewiesen.

"Da die TAML / Wasserstoffperoxid-Behandlung BPA aus Wasser so leicht eliminiert, in Konzentrationen, die einer Vielzahl von Abfallströmen ähneln, einschließlich Papierverarbeitungslösungen und Deponiesickerwasser, können wir jetzt, wenn die Laborstudien in die reale Welt übertragen werden, ein neues und neues Produkt anbieten Ein einfaches Verfahren zur weltweiten Reduzierung von BPA-Expositionen ", sagt Collins.

Weitere Autoren der Studie stammen von Carnegie Mellon; Oregon State Universität; und die Universität von Auckland.

Carnegie Mellon, die University of Auckland, die Alexander von Humboldt-Stiftung, das Steinbrenner-Institut für Umweltbildung und -forschung der Carnegie Mellon, die Heinz Endowments und die National Science Foundation unterstützten die Forschung und die Forscher.

Quelle: Carnegie Mellon University

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