Os microcontaminantes representam uma carga considerável em nossos cursos de água, mas removê-los das águas residuais requer recursos técnicos consideráveis. Agora, Os pesquisadores da ETH desenvolveram uma abordagem que permite a remoção eficiente dessas substâncias problemáticas.

Em nossa vida cotidiana, todos nós usamos uma infinidade de substâncias químicas, incluindo cosméticos, medicamentos, pílulas anticoncepcionais, fertilizantes e detergentes para plantas - todos os quais ajudam a tornar nossas vidas mais fáceis. Contudo, o uso de tais produtos tem um efeito adverso sobre o meio ambiente, porque muitos deles não podem ser totalmente removidos das águas residuais nas estações de tratamento de água de hoje. Como micropoluentes, eles acabam no meio ambiente, onde prejudicam a fauna e a flora dos nossos cursos de água.

Como parte de uma revisão da Lei de Proteção de Águas, o parlamento decidiu, portanto, em 2014, ajustar uma etapa de purificação adicional para estações de tratamento de água selecionadas até 2040 com o objetivo de remover microcontaminantes. Embora o financiamento para isso tenha sido, em princípio, garantido, o projeto apresenta um desafio para os operadores da planta porque só é possível remover as substâncias críticas usando procedimentos complexos, que são normalmente baseados em ozônio, carvão ativado ou luz.

Nanopartículas auxiliam na degradação

Agora, pesquisadores do Instituto de Robótica e Sistemas Inteligentes da ETH Zurich desenvolveram uma abordagem elegante que poderia permitir que essas substâncias fossem removidas mais facilmente. Usando nanopartículas multiferróicas, conseguiram induzir a decomposição de resíduos químicos em águas contaminadas. Aqui, as nanopartículas não estão diretamente envolvidas na reação química, mas atuam como um catalisador, acelerar a conversão das substâncias em compostos inofensivos.

“Nanopartículas como essas já são utilizadas como catalisadores em reações químicas em diversas áreas da indústria, "explica Salvador Pané, que desempenhou um papel fundamental no avanço desta pesquisa em sua qualidade de Cientista Sênior. "Agora, conseguimos mostrar que eles também podem ser úteis para a purificação de águas residuais. "

Uma redução de 80 por cento

Para seus experimentos, os pesquisadores usaram soluções aquosas contendo traços de cinco medicamentos comuns. Os experimentos confirmaram que as nanopartículas podem reduzir a concentração dessas substâncias na água em pelo menos 80%. Fajer Mushtaq, um aluno de doutorado do grupo, destaca a importância desses resultados:"Essas substâncias também incluíam dois compostos que não podem ser removidos pelo método convencional à base de ozônio."

"Notavelmente, somos capazes de ajustar com precisão a saída catalítica das nanopartículas usando campos magnéticos, "explica Xiangzhong Chen, um pós-doutorando que também participou do projeto. As partículas possuem um núcleo de ferrita de cobalto cercado por uma casca de ferrita de bismuto. Se um campo magnético alternado externo for aplicado, algumas regiões da superfície da partícula adotam cargas elétricas positivas, enquanto outros ficam com carga negativa. Essas cargas levam à formação de espécies reativas de oxigênio na água, que decompõem os poluentes orgânicos em compostos inofensivos. As nanopartículas magnéticas podem então ser facilmente removidas da água usando o campo magnético, diz Chen.

Respostas positivas da indústria

Os pesquisadores acreditam que a nova abordagem é promissora, citando sua implementação técnica mais fácil do que a do tratamento de águas residuais com base na camada de ozônio, por exemplo. "A indústria de águas residuais está muito interessada em nossas descobertas, "diz Pané.

Contudo, levará algum tempo antes que o método possa ser aplicado na prática, como foi investigado apenas em laboratório até agora. A qualquer custo, Mushtaq afirma que já foi aprovado um projeto BRIDGE, financiado conjuntamente pela Swiss National Science Foundation e Innosuisse, com o objetivo de apoiar a transferência do método para aplicações práticas. Além disso, já existem planos para estabelecer uma empresa spin-off, em que os pesquisadores pretendem desenvolver sua ideia até a maturidade do mercado.