Seit Jahren stellen Mikroschadstoffe im Wasser, die durch konventionelle Verfahren nicht beseitigt werden k\u00f6nnen, ein weltweites Problem dar. Dadurch ist auch das Trinkwasser h\u00e4ufig mit solchen Schadstoffen wie beispielsweise Steroidhormonen belastet. Diese gelangen durch Arzneistoffe und Verh\u00fctungsmittel, die Menschen einnehmen, ins Abwasser.
Zwar betr\u00e4gt ihr Anteil pro Liter Wasser lediglich ein paar Nanogramm, aber auch in dieser geringen Menge k\u00f6nnen diese Stoffe gesundheitssch\u00e4dlich sein und sich auch auf die Umwelt auswirken. Bisher waren sie aufgrund ihrer niedrigen Konzentration und der winzigen Gr\u00f6\u00dfe der Molek\u00fcle aber nur schwer nachzuweisen. Au\u00dferdem k\u00f6nnen sie durch konventionelle Kl\u00e4rtechniken nicht aus dem Wasser gefiltert werden.<\/p>\n\n\n\n
Forscher des Karlsruher Instituts f\u00fcr Technologie<\/a> (KIT) haben nun jedoch ein innovatives Filtrationssystem entwickelt, das eine Polymermembran mit aktiviertem Kohlenstoff kombiniert. In diesem System werden besonders kleine Kohlenstoffpartikel eingesetzt, so dass der von der Europ\u00e4ischen Kommission<\/a> f\u00fcr Trinkwasser vorgeschlagene Richtwert von einem Nanogramm \u00d6stradiol (dem physiologisch wirksamsten \u00d6strogen) pro Liter erreicht werden kann. Zum Thema: New method enables separation of microplastics from wastewater<\/a><\/em><\/p>\n\n\n\n Forscher des IAMT haben dieses Verfahren jetzt gemeinsam mit dem Filterhersteller Bl\u00fccher GmbH in Erkrath weiterentwickelt und verbessert. Unterst\u00fctzt wurden sie von Wissenschaftlern des Instituts f\u00fcr Funktionelle Grenzfl\u00e4che (IFG), des Instituts f\u00fcr Angewandte Materialien (IAM) und der Karlsruhe Nano Micro Facility (KNMF) des KIT. \u201eUnsere Technologie erm\u00f6glicht es nun, den von der Europ\u00e4ischen Kommission f\u00fcr Trinkwasser vorgeschlagenen Richtwert von einem Nanogramm \u00d6stradiol pro Liter zu erreichen\u201c, berichtet Sch\u00e4fer.<\/p>\n\n\n\n Die Forscher untersuchten dabei die Vorg\u00e4nge an der Aktivkohleschicht genauer und setzten auch Kohlenstoffpartikel (polymer-based spherical activated carbon \u2013 PBSAC<\/em>) ein. \u201eAuf den Durchmesser der Kohlenstoffpartikel kommt es an\u201c, erl\u00e4utert Matteo Tagliavini vom IAMT, Erstautor der aktuellen Publikation, die in der Zeitschrift Water Research<\/a> ver\u00f6ffentlicht wurde. <\/strong>\u201eJe kleiner der Partikeldurchmesser, desto gr\u00f6\u00dfer die \u00e4u\u00dfere Oberfl\u00e4che der Aktivkohleschicht, die f\u00fcr die Adsorption der Hormonmolek\u00fcle verf\u00fcgbar ist.\u201c Titelbild<\/strong>: Forscherinnen und Forscher des KIT haben ein Filtrationssystem mit kleinsten Kohlenstoffpartikeln entwickelt, das Hormone aus Trinkwasser entfernen kann. (Foto: Sandra G\u00f6ttisheim, KIT)<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Seit Jahren stellen Mikroschadstoffe im Wasser, die durch konventionelle Verfahren nicht beseitigt werden k\u00f6nnen, ein weltweites Problem dar. Dadurch ist auch das Trinkwasser h\u00e4ufig mit solchen Schadstoffen wie beispielsweise Steroidhormonen belastet. Diese gelangen durch Arzneistoffe und Verh\u00fctungsmittel, die Menschen einnehmen, ins Abwasser. 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<\/strong>Das von der KIT-Forscherin f\u00fcr Verfahrenstechnik, Professorin Andrea Iris Sch\u00e4fer, Leiterin des Institute for Advanced Membrane Technology (IAMT) und ihrem Team entwickelte innovative Verfahren zur schnellen und energieeffizienten Eliminierung von Steroidhormonen aus dem Abwasser verbindet eine Polymermembran mit aktiviertem Kohlenstoff. \u201eZun\u00e4chst wird das Wasser durch die semipermeable Membran gepresst. Diese filtert gr\u00f6\u00dfere Verunreinigungen und Mikroorganismen heraus\u201c, erkl\u00e4rt Sch\u00e4fer. \u201eDann flie\u00dft das Wasser durch die dahinter liegende Schicht aus Kohlenstoffpartikeln, welche die Hormonmolek\u00fcle binden.\u201c<\/p>\n\n\n\nPartikelgr\u00f6\u00dfe und Sauerstoffgehalt entscheidend<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Die Forscher verkleinerten den Partikeldurchmesser in einer zwei Millimeter dicken Aktivkohleschicht von 640 auf 80 Mikrometer, wodurch sie 96 Prozent des im Wasser enthaltenen \u00d6stradiols entfernen konnten. Der n\u00e4chste Schritt, die Adsorptionskinetik noch weiter zu verbessern und mehr als 99 Prozent des \u00d6stradiols zu entfernen, sei gelungen, indem sie den Sauerstoffgehalt in der Aktivkohle erh\u00f6ht h\u00e4tten, erkl\u00e4ren die Wissenschaftler. \u201eDas Verfahren erlaubt einen hohen Wasserdurchfluss bei niedrigem Druck, arbeitet energieeffizient, filtert viele Molek\u00fcle heraus, erzeugt keine sch\u00e4dlichen Beiprodukte und l\u00e4sst sich flexibel in Vorrichtungen verschiedener Gr\u00f6\u00dfe einsetzen \u2013 vom heimischen Wasserhahn bis hin zu Industrieanlagen\u201c, so Sch\u00e4fer.
Originalpublikation:<\/strong> Matteo Tagliavini, Peter Georg Weidler, Christian Njel, Julia Pohl; Dennis Richter, Bertram B\u00f6hringer, Andrea Iris Sch\u00e4fer: Polymer-based spherical activated carbon \u2013 ultrafiltration (UF-PBSAC) for the adsorption of steroid hormones from water: material characteristics and process configuration<\/a>. Water Research, 2020.
Abstract unter https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.watres.2020.116249<\/a> <\/p>\n\n\n\n