Exterminio de hormonas con luz solar – ScienceDaily

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Los microcontaminantes como las hormonas esteroides contaminan el agua potable en todo el mundo y representan una amenaza significativa para la salud humana y el medio ambiente, incluso en cantidades mínimas. Hasta ahora, había una falta de tecnologías de tratamiento de agua fácilmente escalables que la eliminaran de manera eficiente y sostenible. Los científicos del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) han desarrollado un nuevo proceso químico para la eliminación de hormonas. Explota los mecanismos de la fotocatálisis y transforma los contaminantes en productos de oxidación potencialmente seguros. El equipo informa sobre ello en la revista científica. Catálisis aplicada B: ambiental.

Los contaminantes orgánicos como los productos farmacéuticos, los pesticidas y las hormonas, incluso en concentraciones a nanoescala, contaminan el agua potable de una manera que presenta riesgos significativos para los seres humanos, los animales y el medio ambiente. En particular, las hormonas esteroides estrona, estradiol, progesterona y testosterona pueden causar daño biológico en humanos y vida silvestre. Por tanto, la Unión Europea ha establecido estrictos estándares mínimos de calidad para el agua potable segura y limpia, que también deben tenerse en cuenta en el desarrollo de nuevas tecnologías para el tratamiento del agua. «El desafío para la ciencia es desarrollar métodos más sensibles para atacar moléculas de hormonas», dice la profesora Andrea Iris Schäfer, directora del Instituto de Tecnología Avanzada de Membranas (IAMT) en KIT. El principal problema es que las hormonas esteroides son muy difíciles de detectar en el agua. «Hay una molécula de hormona por cada trillón de moléculas de agua. Esta es una concentración extremadamente baja», explica el experto.

Detección y eliminación de microcontaminantes

Con las tecnologías de tratamiento de agua convencionales, las plantas de tratamiento de aguas residuales no pueden encontrar ni eliminar microcontaminantes. Por lo tanto, investigadores de IAMT y el Instituto KIT de Tecnología de Microestructuras (IMT) están trabajando en nuevos métodos no solo para detectar y medir microcontaminantes, sino también para eliminarlos. Un nuevo proceso fotocatalítico parece prometedor. Los científicos recubrieron una membrana de polímero de poros grandes disponible comercialmente con Pd (II) -porfirina, una molécula sensible a la luz que contiene paladio capaz de absorber radiación visible. La exposición a la radiación solar simulada inicia un proceso químico que produce el llamado oxígeno singlete, un tipo de oxígeno altamente reactivo. El oxígeno singlete «ataca» específicamente las moléculas hormonales y las convierte en productos de oxidación potencialmente seguros. «Es fundamental recubrir la superficie de cada poro con la molécula fotosensibilizadora, aumentando la superficie de ataque», explica Roman Lyubimenko, científico de IAMT e IMT.

Reducción significativa de la concentración de estradiol.

La descomposición química de las hormonas esteroides y la filtración de otros microcontaminantes se pueden lograr en un solo módulo. Con este proceso es posible filtrar de 60 a 600 litros de agua por metro cuadrado de membrana en una hora. Los científicos pudieron reducir la concentración de estradiol, la hormona esteroide más biológicamente activa, en un 98% de 100 a 2 nanogramos por litro. «Esto significa que ya estamos muy cerca del objetivo de la UE de un nanogramo por litro», subraya Schäfer. El próximo objetivo del grupo de investigación es optimizar aún más el proceso fotocatalítico y transferirlo a una escala mayor. Las preguntas abiertas son averiguar cuánta intensidad de luz y cuánta porfirina se necesitarán y si el costoso paladio del grupo de metales del platino puede ser reemplazado por otros metales.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.

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