{"id":289229,"date":"2021-05-12T17:00:00","date_gmt":"2021-05-12T15:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=289229"},"modified":"2021-05-12T17:00:00","modified_gmt":"2021-05-12T15:00:00","slug":"hormone-mit-sonnenlicht-aus-trinkwasser-eliminieren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/hormone-mit-sonnenlicht-aus-trinkwasser-eliminieren\/","title":{"rendered":"Hormone mit Sonnenlicht aus Trinkwasser eliminieren"},"content":{"rendered":"\n

Mikroschadstoffe im Trinkwasser k\u00f6nnen bereits in sehr geringen Mengen sch\u00e4dlich f\u00fcr unsere Gesundheit sein. W\u00e4hrend es mittlerweile immer mehr Wege gibt, um Mikroplastik zumindest teilweise aus dem Wasser zu entfernen, sieht es bei R\u00fcckst\u00e4nden von Arzneimitteln, Pestiziden, Hormonen und anderen Chemikalien anders aus. Es gibt noch keine skalierbaren Technologien, die diese effizient entfernen k\u00f6nnten.<\/p>\n\n\n\n

Diese organischen Schadstoffe k\u00f6nnen aber nicht nur dem Menschen schaden, auch f\u00fcr Tiere und die Umwelt stellen sie ein erhebliches Risiko dar. Insbesondere die Steroidhormone Estron, Estradiol, Progesteron und Testosteron k\u00f6nnen sowohl bei Menschen als auch bei Wildtieren ernste Sch\u00e4den verursachen. Aus diesem Grund hat die Europ\u00e4ische Union f\u00fcr Trinkwasser strenge Mindestqualit\u00e4tsstandards festgelegt, die bei der Entwicklung neuer Technologien f\u00fcr die Wasseraufbereitung ber\u00fccksichtigt werden m\u00fcssen.<\/p>\n\n\n\n

Zauberwort: Licht<\/h3>\n\n\n\n

Wissenschaftler des  Leibniz-Institut f\u00fcr Katalyse<\/a> in Rostock versuchen bereits, das Problem mittels Sonnenlicht und Ozon zu l\u00f6sen (IO berichtete: Abwasser von Verschmutzung reinigen: Mit Sonnenlicht und Ozon<\/a><\/strong>). Forscher des Karlsruher Instituts f\u00fcr Technologie<\/a> (KIT) haben nun ein weiteres chemisches Verfahren entwickelt, das Hormone aus dem Wasser filtern kann. Es funktioniert mittels Photokatalyse und wandelt die Schadstoffe in potenziell sichere Oxidationsprodukte um.<\/p>\n\n\n\n

“Die Herausforderung f\u00fcr die Wissenschaft ist, sensiblere Methoden zu entwickeln, um die Hormon-Molek\u00fcle anzugreifen\u201c, sagt Professorin Andrea Iris Sch\u00e4fer, Leiterin des Institute for Advanced Membrane Technology<\/a> (IAMT) des KIT. Das gro\u00dfe Problem besteht hier jedoch darin, dass diese Steroidhormone im Wasser nur sehr schwer nachweisbar sind. “Auf eine Trillion Wassermolek\u00fcle kommt ein Hormonmolek\u00fcl. Das ist eine extrem niedrige Konzentration\u201c, erkl\u00e4rt die Expertin.<\/p>\n\n\n\n

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Forschende des KIT haben ein neues Verfahren entwickelt, um die Mikroschadstoffe mittels einer photokatalytischen Membran und sichtbaren Lichts zu entfernen. (Foto: Markus Breig, KIT)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Hormon-Molek\u00fcle durch “Attacken” umwandeln<\/h3>\n\n\n\n

Die herk\u00f6mmlichen Technologien zur Wasseraufbereitung in Kl\u00e4ranlagen k\u00f6nnen diese Mikroschadstoffe bisher weder aufsp\u00fcren noch messen und daher auch nicht beseitigen. Das von den Forschern des IAMT und des Instituts f\u00fcr Mikrostrukturtechnologie (IMT) des KIT entwickelte photokatalytische Verfahren zeigte sich in ersten Versuchen vielversprechend. F\u00fcr dieses Verfahren beschichteten die Wissenschaftler eine herk\u00f6mmliche gro\u00dfporige Polymermembran mit einem palladiumhaltigen, lichtempfindlichen Molek\u00fcl (Pd(II)-Porphyrin), das sichtbare Strahlen absorbieren kann.<\/p>\n\n\n\n

Anschlie\u00dfend bestrahlten sie die Membran mit k\u00fcnstlichem Sonnenlicht, wodurch bei einem chemischen Prozess sogenannter Singulett-Sauerstoff, eine hochreaktive Sauerstoff-Spezies, entstand. Der wandelte die Hormon-Molek\u00fcle in potenziell sichere Oxidationsprodukte um, indem er sie “attackierte\u201c. “Entscheidend ist, dass wir die Oberfl\u00e4che jeder einzelnen Pore mit dem Photosensibilisatormolek\u00fcl beschichten und so die Angriffsfl\u00e4che vergr\u00f6\u00dfern\u201c, erl\u00e4utert Roman Lyubimenko, Wissenschaftler am IAMT und IMT.<\/p>\n\n\n\n

Estradiol-Konzentration k\u00f6nnte deutlich reduziert werden<\/h3>\n\n\n\n

Der chemische Abbau von Steroidhormonen und die Filtration anderer Mikroverunreinigungen k\u00f6nnten dabei in einem Modul realisiert werden, erkl\u00e4ren die Forscher. So k\u00f6nnen mit dem neuen Verfahren zwischen 60 und 600 Liter Wasser pro Quadratmeter Membran in einer Stunde gefiltert werden. Dabei konnte die Konzentration von Estradiol, dem biologisch aktivsten Steroidhormon, um 98 Prozent von 100 auf 2 Nanogramm pro Liter reduziert werden.<\/p>\n\n\n\n

“Damit kommen wir dem EU-Zielwert von einem Nanogramm pro Liter schon sehr nahe\u201c, betont Sch\u00e4fer. Als n\u00e4chstes wollen die Wissenschaftler den photokatalytischen Prozess weiter optimieren und in einen gr\u00f6\u00dferen Ma\u00dfstab zu \u00fcbertragen und offene Fragen beantworten. Diese sind unter anderem, welche Lichtintensit\u00e4t ist n\u00f6tig, wie viel Porphyrin braucht der Prozess und k\u00f6nnte das teure Palladium durch andere Metalle ersetzt werden?<\/p>\n\n\n\n

Das Team hat die Ergebnisse seiner Forschungen in der Fachzeitschrift Applied Catalysis B: Environmental<\/a> ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n\n\n\n

Titelbild<\/em><\/strong>: Einf\u00fcgen der photokatalytischen Membran in den Membran-Reaktor. (Foto: Markus Breig, KIT)<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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