Чехи разработали метод очистки сточных вод от антибиотиков. На помощь приходит фотокатализ

Результаты уникального исследования были опубликованы в серии статей в престижных научных журналах, издаваемых Elsevier и Американским химическим обществом.

Загрязнение воды антибиотиками — серьезная проблема. Антибиотики в сточных водах могут привести к развитию устойчивых штаммов бактерий и снизить эффективность традиционных процессов биологической очистки.

Команда под руководством Йиржи Ратхоуского из Института физической химии имени Хейровского обнаружила, что удаление нежелательных веществ из воды с помощью фотокатализа является очень эффективным и в то же время экологически безопасным методом.

Хотя фотокатализаторы известны с 1980-х годов, их практическому использованию мешает ряд препятствий. Поэтому специалисты провели систематические испытания различных типов загрязнений и разработали свод знаний, которые могут быть использованы для определения подходящего типа фотокатализатора для конкретного типа загрязненной воды, что позволяет прогнозировать эффективность процесса в реальных условиях.

Фотокатализ — это процесс химического разложения веществ, происходящий в присутствии фотокатализатора и светового излучения. 

В ходе процесса расходуется только свет, а сам фотокатализатор остается неизменным и может быть использован повторно.

Фотокатализ оказался особенно подходящим для работы с веществами, которые даже в низких концентрациях оказывают сильное биологическое воздействие и которые трудно удалить другими методами, например, антибиотиками, эндокринными разрушителями или гормонально активными веществами.

Ученые подтвердили, что фотокатализаторы нетоксичны, не выделяют в воду никаких вредных веществ, а продукты распада вредных веществ не опасны.

С помощью этого исследования ученые пытаются создать мост, который преодолеет разрыв между лабораторными исследованиями и практическим применением. В настоящее время они ищут партнеров для практического применения технологии. Уже ведутся первые переговоры с региональными властями Северной Чехии.

Исследование также имеет большой потенциал, особенно в южных странах с более интенсивным солнечным излучением, где, как ожидается, будут использоваться полученные результаты. Оно проводилось учеными в рамках проекта AMULET (Advanced MUltiscaLe materials for key Enabling Technologies), который получил финансовую поддержку от Оперативной программы Яна Амоса Коменского Министерства образования и софинансируется из фондов ЕС. В рамках проекта разрабатываются так называемые мультимасштабные материалы с широким потенциалом применения — в электротехнике, медицине или экологических технологиях.

Это не первое успешное практическое применение фотокатализа командой Центра инноваций в области наноматериалов и нанотехнологий. Несколько лет назад исследователи придумали фотокаталитическое покрытие, которое способно очень эффективно и надолго очищать воздух от токсичных веществ.

Практические измерения были проведены на улице Легерова в Праге, где ежедневно проезжают десятки тысяч автомобилей. Результаты измерений показали, что фотокаталитическая технология способна удалять до 50% оксидов азота и озона из воздуха.