p Inserção da membrana fotocatalítica no reator de membrana. (Foto:Markus Breig, KIT)
p Poluentes orgânicos, como produtos farmacêuticos, pesticidas, e hormônios, mesmo em concentrações em nanoescala, contaminar a água potável de uma forma que representa riscos significativos para os seres humanos, animais e meio ambiente. Em particular, os hormônios esteróides estrona, estradiol, progesterona, e a testosterona pode causar danos biológicos em humanos e animais selvagens. A União Europeia estabeleceu, portanto, padrões de qualidade mínimos estritos para água potável segura e limpa, que também deve ser levado em consideração no desenvolvimento de novas tecnologias para o tratamento de água. p "O desafio para a ciência é desenvolver métodos mais sensíveis para direcionar as moléculas do hormônio, "diz a professora Andrea Iris Schäfer, chefe do Instituto de Tecnologia Avançada de Membrana (IAMT) no KIT. O principal problema é que os hormônios esteróides são muito difíceis de detectar na água. "Há uma molécula de hormônio para cada quintilhão de moléculas de água. Esta é uma concentração extremamente baixa, "explica o especialista.
p Com tecnologias convencionais de tratamento de água, as estações de tratamento de águas residuais não conseguem encontrar nem remover micropoluentes. Pesquisadores do IAMT e do Instituto KIT de Tecnologia de Microestrutura (IMT) estão, portanto, trabalhando em novos métodos para não apenas detectar e medir micropoluentes, mas também remova-os. Um novo, o processo fotocatalítico mostra-se promissor. Os cientistas revestiram uma membrana de polímero de poro grande disponível comercialmente com Pd (II) -porfirina, um contendo paládio, molécula sensível à luz que pode absorver a radiação visível. A exposição à radiação com luz solar simulada inicia um processo químico que produz o chamado oxigênio singlete, uma espécie de oxigênio altamente reativa. O oxigênio singlete "ataca" especificamente as moléculas do hormônio e as converte em produtos de oxidação potencialmente seguros. "É crucial revestir a superfície de cada poro com a molécula do fotossensibilizador, aumentando a área de superfície de ataque, "explica Roman Lyubimenko, um cientista da IAMT e IMT.
p Os pesquisadores do KIT desenvolveram um novo processo que remove micropoluentes usando uma membrana fotocatalítica e luz visível. (Foto:Markus Breig, KIT)
p A decomposição química dos hormônios esteróides e a filtração de outros micropoluentes podem ser realizadas em um único módulo. Com este processo, a filtragem de 60 a 600 litros de água por metro quadrado de membrana é possível em uma hora. Os cientistas conseguiram reduzir a concentração de estradiol, o hormônio esteróide mais biologicamente ativo, em 98 por cento de 100 a 2 nanogramas por litro. "Isso significa que já estamos muito próximos do valor-alvo da UE de um nanograma por litro, "enfatiza Schäfer. O próximo objetivo da equipe de pesquisa é otimizar ainda mais o processo fotocatalítico e transferi-lo para uma escala maior. As questões em aberto são descobrir quanta intensidade de luz e quanta porfirina será necessária e se o caro paládio do O grupo de metais da platina pode ser substituído por outros metais.