Bioszén segítségével tisztítanák meg a gyógyszermaradványoktól a természetes vizeket

Kínai kutatók olyan új típusú fotokatalizátort fejlesztettek ki, amely a napfény erejét használja fel az antibiotikumok lebontására, így akadályozva meg az élővilág károsodását és a rezisztencia terjedését. Ez kritikus kérdés, hiszen a széles körben alkalmazott antibiotikumok és gyógyszerek a csatornahálózaton keresztül egyre nagyobb koncentrációban jelennek meg a természetes vizekben.

A hagyományos szennyvíztisztítási eljárások sokszor tehetetlenek ezekkel a vegyületekkel szemben, így a maradványok a folyókba és tavakba jutva súlyos környezeti kockázatot jelentenek.

Erre a globális problémára kínálhat megoldást a Henani Városépítési Egyetem és a Henani Tanárképző Egyetem kutatócsoportjának legújabb fejlesztése: egy bioszén segítségével megerősített kompozit anyag.

A bioszén segítségével szinte minden káros anyag eltűnik

A kutatók a Biochar szaklapban részletezték az MBC-500 kódjelű katalizátor működését, amely titán-dioxidból, grafitos szén-nitridből és biomasszából előállított bioszénből áll. A kísérletek során az anyagot a szulfadiazin nevű, gyakori szulfonamid típusú antibiotikum ellen vetették be, és az eredmények minden várakozást felülmúltak: szimulált napfény hatására alig egy óra alatt a szennyezőanyag több mint 98 százalékát sikerült eltávolítani.

Ez a teljesítmény háromszorosan haladja meg a tiszta titán-dioxid vagy a szén-nitrid katalizátorok hatékonyságát.

Az antibiotikum-szennyezés nem csupán esztétikai kérdés, hiszen felborítja a vízi mikrobiális közösségek egyensúlyát, és közvetetten hozzájárul az emberiségre is veszélyes antibiotikum-rezisztencia terjedéséhez. A kínai kutatók által fejlesztett fotokatalizátor a környezetbarát napenergiát hívja segítségül, hogy darabokra törje a makacs molekulákat. A technológia lelke az alkalmazott bioszén, amely drasztikusan javítja az anyag belső folyamatait.

És a megoldás nemcsak hatékony, hanem tartós is. A számítógépes szimulációk megerősítették, hogy a bioszén módosítja a titán-dioxid és a szén-nitrid közötti fázishatárt, ami felgyorsítja az elektronátvitelt. Ez a stabilitás a gyakorlatban azt jelenti, hogy az anyag hatékonysága ötszöri újrafelhasználás után is csak mérsékelt csökkenést mutat.

A folyamat végén a képződő reaktív oxigénfajták, például szuperoxid- és hidroxilgyökök fokozatosan kisebb, teljesen ártalmatlan vegyületekké alakítják a szulfadiazin-molekulákat. A lebontás végső fázisában a káros anyagok szén-dioxidra, vízre és szervetlen ionokra bomlanak, ezáltal nem marad utánuk a vízben semmilyen veszélyes melléktermék.

Gábor János, NEW technology