Микрозагрязнители в воде часто представляют собой гормоны, которые накапливаются в окружающей среде и могут оказывать негативное воздействие на человека и животных. Исследователи Технологического института Карлсруэ (KIT) и Лейбницкого института инженерии поверхности (IOM) в Лейпциге разработали процесс очистки от этих загрязнителей при прохождении воды через полимерные мембраны.
В сточные воды частенько попадают гормоны, используемые, например, в контрацептивах или в сельском хозяйстве. Стероидные гормоны, такие как половые гормоны и кортикостероиды, могут накапливаться в окружающей среде и негативно влиять на человека и животных, поскольку они нарушают поведенческое развитие и фертильность. Половые гормоны, например, могут заставить самцов рыб развить женские половые признаки. Поэтому важно удалять гормоны вместе с другими микрозагрязнителями из сточных вод до того, как они снова попадут в естественный круговорот воды, из которого добывается питьевая вода.
В течение многих лет ученые изучали процесс переработки воды путем нанофильтрации. Для этого используют полимерные мембраны с порами нанометрового размера. Однако, микрозагрязнители могут накапливаться в материалах полимерных мембран и постепенно попадать в отфильтрованную воду. Даже если загрязняющие вещества полностью отделены, может образоваться поток концентрированных загрязняющих веществ, требующий дальнейшей обработки.
Авторы работы придумали покрыть полимерные мембраны диоксидом титана и разработать фотокаталитические мембраны. Фотокаталитически активные наночастицы диоксида титана наносятся на микрофильтрационные мембраны, поры которых несколько больше, чем при нанофильтрации. Облучение светом запускает химическую реакцию, в результате которой стероидные гормоны разлагаются на этих мембранах.
Команда из IAMT с коллегами Лейбницкого института инженерии поверхности, ученые реализовали свою идею и представили новую технологию в журнале Nature Nanotechnology.
