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        新化学工艺使用光催化膜去除类固醇激素

        类固醇激素等微污染物污染了全世界的饮用水,即使是极少量的,也会对人类健康和环境构成重大威胁。直到现在,还缺乏能够有效和可持续地去除它们的易于扩展的水处理技术。

        卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的科学家们开发了一种新的化学方法来去除激素。它利用光催化机制,将污染物转化为潜在安全的氧化产物。该团队在科学期刊Applied Catalysis B: Environmental上对此进行了报告。

        药物、杀虫剂和激素等有机污染物——即使是纳米级浓度——也会以对人类、动物和环境构成重大风险的方式污染饮用水。尤其是类固醇激素雌酮、雌二醇、孕酮和睾酮,会对人类和野生动物造成生物损害。

        因此,欧盟为安全和清洁的饮用水制定了严格的最低质量标准,在开发水处理新技术时也必须考虑到这一点。“科学面临的挑战是开发更灵敏的方法来靶向激素分子,”KIT 先进膜技术研究所 (IAMT) 负责人 Andrea Iris Schäfer 教授说。主要问题是在水中很难检测到类固醇激素。“每个 quintillion 水分子都有一个激素分子。这是一个极低的浓度,”专家解释说。

        使用传统的水处理技术,污水处理厂既不能发现也不能去除微污染物。因此,IAMT 和 KIT 微结构技术研究所 (IMT) 的研究人员正在研究新方法,不仅可以检测和测量微污染物,还可以去除它们。一种新的光催化过程被证明是有前途的。

        科学家用Pd(II)-卟啉(一种含钯的光敏分子,可以吸收可见辐射)涂覆可商购的大孔聚合物膜。暴露于模拟太阳光下的辐射会引发化学过程,该过程会产生所谓的单重态氧,即一种高反应性氧。

        类固醇激素的化学分解和其他微污染物的过滤可以在一个??橹惺迪?。使用此过程,每平方米膜可在一小时内过滤 60 至 600 升水??蒲Ъ颐悄芄唤贫?最具生物活性的类固醇激素)的浓度从每升100纳克降低到2纳克,降低98%。

        “这意味着我们已经非常接近每升 1 纳克的欧盟目标值,”Schäfer 强调说。研究团队的下一个目标是进一步优化光催化过程并将其转移到更大规模。悬而未决的问题是找出需要多少光强度和多少卟啉,以及是否可以用其他金属代替来自铂族金属的昂贵钯。

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