새로운 공정은 물에서 호르몬을 효율적으로 필터링합니다.

2020년 10월 1일 | 제럴드 온드리(Gerald Ondrey)

식수는 의료용 물질이나 피임약으로 사용되는 스테로이드 호르몬을 비롯한 미량 오염물질로 오염될 수 있습니다. 폐수의 농도는 리터당 몇 나노그램에 불과하지만, 이 적은 양은 이미 인간의 건강을 손상시키고 환경에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 스테로이드 호르몬은 농도가 낮고 분자 크기가 작기 때문에 검출이 어려울 뿐만 아니라 제거도 어렵습니다. 기존의 하수 처리 기술로는 충분하지 않습니다.

이 문제를 해결하기 위해 Karlsruhe Institute of Technology(KIT, 독일, www.kit.edu)의 IAMT(Institute for Advanced Membrane Technology) 소장인 Andrea Iris Schäfer 교수와 그녀의 팀은 한외여과(UF)와 단일 여과 매체에서 활성탄 흡착.

IAMT 연구원들은 필터 제조업체인 Blücher GmbH(독일 에르크라트, www.bluecher.com)와 함께 이 프로세스를 더욱 개발하고 개선했으며, KIT의 기능 인터페이스 연구소, 응용 재료 연구소 및 Karlsruhe Nano Micro Facility의 동료들은 이 물질을 특성화했습니다. . 이 연구는 Water Research 10월 15일자에 게재되었습니다.

공정(다이어그램)에서 물은 먼저 더 큰 불순물과 미생물을 제거하는 반투막을 통해 압착된다고 Schäfer는 설명합니다. "그런 다음 물은 호르몬 분자를 결합하는 막 뒤에 있는 탄소 입자 층을 통해 흐릅니다."

과학자들은 변형된 탄소 입자(폴리머 기반 구형 활성탄, PBSAC)를 사용했습니다. 핵심은 탄소 입자의 최적 직경을 결정하는 것이었습니다. 연구진은 2mm 두께의 활성탄층을 사용해 입자 직경을 640μm에서 80μm로 줄이고 물에 함유된 에스트라디올을 96% 제거하는 데 성공했다. 활성탄의 산소 농도를 높임으로써 흡착 속도가 더욱 향상되었으며 99% 이상의 에스트라디올 분리 효율을 달성했습니다. Schäfer는 “이 방법은 낮은 압력에서 높은 물 유량을 허용하고 에너지 효율적이며 유해한 부산물을 생성하지 않고 많은 분자를 분리합니다.”라고 말합니다. "우리의 기술을 통해 유럽 위원회가 제안한 식수 리터당 1나노그램 에스트라디올(생리학적으로 가장 효과적인 에스트로겐)의 기준 값에 도달할 수 있습니다."