Nye katalysatorer fjerner effektivt og hurtigt BPA fra vand

Carnegie Mellon University -kemiker Terrence J. Collins har udviklet en tilgang, der hurtigt og billigt fjerner mere end 99 procent af bisphenol A (BPA) fra vand. BPA, et allestedsnærværende og farligt kemikalie, der bruges til fremstilling af mange plastmaterialer, findes i vandkilder rundt om i verden.

I et papir udgivet i Grøn kemi , Collins 'forskningsteam og samarbejdspartnere ved University of Auckland og Oregon State University udarbejdede også beviser for BPA's tilstedeværelse i en lang række produkter og vandkilder, samt kemikaliets toksicitet. Forskergruppen bygger en stærk sag for behovet for effektivt at afhjælpe BPA-forurenet vand, især industriaffaldsstrømme og affaldsdeponering, og de tilbyder en enkel løsning.

BPA er et kemikalie, der primært bruges til fremstilling af polycarbonatplast og epoxyharpikser. Dens anvendelse er så udbredt - BPA kan findes i produkter fra dvd'er og brilleglas til kasseapparater - som mennesker og dyreliv regelmæssigt udsættes for.

BPA er farligt, fordi det efterligner østrogen, et naturligt forekommende hormon, og kan påvirke kroppens endokrine system. Undersøgelser i fisk, pattedyr og humane celler har vist, at BPA påvirker hjerne- og nervesystemets udvikling negativt, vækst og metabolisme, og reproduktionssystemet.

Bekymringer over BPA's sundhedseffekter fik producenterne til at begynde at lave BPA-fri produkter som babyflasker og vandflasker fra 2010. Ironisk nok, mange BPA -udskiftninger har også lignende toksicitet som BPA selv.

"BPA -udskiftninger er ofte ikke blevet testet tilstrækkeligt på trods af, at test er let at gøre, "sagde Collins, Teresa Heinz professor i grøn kemi ved Carnegie Mellon. "Et stort team af miljøsundhedsforskere og grønne kemikere udviklede en metode kaldet Tiered Protocol for Endocrine Disruption til identificering af hormonforstyrrende stoffer til de højeste niveauer i nutidens videnskab, som vi udgav i Green Chemistry i 2013. "

Med mere end 15 milliarder pund BPA, der stadig produceres årligt, BPA -forurening og oprydning udgør en betydelig udfordring.

"Der er ingen flugt fra BPA - for ethvert levende væsen, "sagde Collins, Teresa Heinz professor i grøn kemi ved Carnegie Mellon. "Den massive globale anvendelse af BPA belaster en allerede overbelastet vandrensningsinfrastruktur, og de fleste BPA-vandudslip når simpelthen aldrig et vandbehandlingsanlæg. Vores tilgang har et stort potentiale til at være en meget bedre saneringsstrategi for BPA-forurenede affaldsstrømme."

I øjeblikket, BPA-forurenet vand, f.eks. Industriaffald eller affaldsdeponering, kan eller ikke må behandles, før det frigives til miljøet eller til spildevandsbehandlingsanlæg.

Collins 'team tilbyder en enkel, effektiv og billig oprydningsløsning. Deres system involverer en gruppe katalysatorer kaldet TAML -aktivatorer, små molekyler, der efterligner oxiderende enzymer. Når det kombineres med hydrogenperoxid, TAML -aktivatorer nedbryder meget effektivt skadelige kemikalier i vand.

I det nuværende papir på 25 sider forskerne demonstrerer effektiviteten og sikkerheden af ​​TAML -aktivatorer ved nedbrydning af BPA. Tilføjelse af TAML'er og hydrogenperoxid til vand stærkt forurenet med BPA resulterede i en 99 procent reduktion af BPA inden for 30 minutter ved nær neutral pH, som er pH -normen for spildevandsrensning.

TAML -behandling ved denne pH -værdi fik BPA til at samles i større enheder kaldet oligomerer, som klumper sig sammen og fælder ud af vandet. Ifølge Collins, oligomererne kunne filtreres og bortskaffes i et BPA -vandbehandlingsanlæg. Mest vigtigt, omfattende undersøgelser af Collins og hans samarbejdspartnere fandt ud af, at oligomerer ikke selv er skadelige. Arten af ​​de bindinger, der holder BPA -molekylerne sammen, tillader ikke, at oligomerer vender tilbage til BPA.

For at sikre det dekontaminerede vands sikkerhed, herunder oligomerer, forskerne testede det med Tiered Protocol for Endocrine Disruption (TiPED) assays. De fandt ud af, at det TAML-behandlede BPA-vand ikke udviste østrogenaktivitet eller forårsagede abnormiteter i gær og udvikling af zebrafiskembryoner.

Forskerne testede også effekten af ​​TAML-behandling på BPA-fyldt vand ved en pH-værdi på 11. Ved denne højere pH-værdi, der var en reduktion i BPA på mere end 99,9 procent inden for 15 minutter. I modsætning til pH 8,5 behandling, BPA -molekylerne blev ødelagt, og der blev ikke påvist nogen oligomerer.

"Fordi TAML/hydrogenperoxidbehandling eliminerer BPA fra vand så let i koncentrationer, der ligner en række forskellige affaldsstrømme, herunder papiranlægsbehandlingsopløsninger og losseplads, forudsat at laboratoriestudierne overføres til den virkelige verden, vi kan nu tilbyde en ny og enkel procedure til reduktion af BPA -eksponeringer verden over, "Sagde Collins.