新しいプロセスで水からホルモンを効率的にろ過

2020年10月1日 | ジェラルド・オンドリー著

飲料水は、医薬品や避妊薬として使用されるステロイドホルモンなどの微量汚染物質で汚染されている可能性があります。 廃水中のそれらの濃度は 1 リットルあたりわずか数ナノグラムですが、この微量でもすでに人間の健康に損害を与え、環境に悪影響を与える可能性があります。 ステロイドホルモンは低濃度で分子サイズが小さいため、検出が難しいだけでなく、除去も困難であり、従来の下水処理技術では十分ではありません。

この問題に対処するために、カールスルーエ工科大学 (KIT、ドイツ、www.kit.edu) 先端膜技術研究所 (IAMT) の所長であるアンドレア・アイリス・シェーファー教授とそのチームは、限外濾過 (UF) と単一の濾材での活性炭の吸着。

IAMT の研究者は、フィルター製造業者 Blücher GmbH (エルクラート、ドイツ、www.bluecher.com) と協力してこのプロセスをさらに開発および改良し、一方、KIT の機能インターフェース研究所、応用材料研究所、およびカールスルーエ ナノ マイクロ施設の同僚が材料の特性評価を行いました。 。 この研究は『Water Research』誌10月15日号に掲載された。

このプロセス (図) では、まず水が半透膜を通過し、大きな不純物や微生物が除去されるとシェーファー氏は説明します。 「その後、水は（膜の）後ろにある炭素粒子の層を通って流れ、ホルモン分子と結合します。」

科学者たちは、修飾炭素粒子 (ポリマーベースの球状活性炭; PBSAC) を使用しました。 重要なのは、カーボン粒子の最適な直径を決定することでした。 研究者らは、厚さ2mmの活性炭層を使用して粒子径を640μmから80μmに小さくし、水に含まれるエストラジオールの96％を除去することに成功した。 活性炭内の酸素濃度を高めることにより、吸着速度がさらに向上し、99% 以上のエストラジオールの分離効率が達成されました。 「この方法は、低圧で高い水流量を可能にし、エネルギー効率が高く、有害な副生成物を生成することなく多くの分子を分離します」とシェーファー氏は言います。 「当社の技術により、欧州委員会が提案する飲料水1リットルあたり1ナノグラムのエストラジオール（生理学的に最も効果的なエストロゲン）の基準値に到達することができます。」