S odstraněním antibiotik i jiných škodlivých látek z odpadních vod si umí poradit fotokatalýza. Čištění vody s její pomocí je navíc ekologické, do vody se při ní neuvolňují žádné nebezpečné látky.
S novou metodou čištění odpadních vod pomocí fotokatalýzy přišli výzkumníci Centra pro inovace v oboru nanomateriálů a nanotechnologií v Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR pod vedením Jiřího Rathouského.
„Ukázalo se, že fotokatalýza je především vhodná pro nižší koncentrace látek, které mají velký biologický účinek i při nízké koncentraci a které se obtížně odstraňují jinými metodami,“ popisuje Jiří Rathouský z ÚFCH JH AV ČR.
Konkrétně jmenuje například antibiotika nebo endokrinní disruptory, což jsou hormonálně aktivní látky.
Unijní poplatky za léky v odpadních vodách nejspíš léky výrazně zdraží
Zároveň připomíná, že znečištění vod antibiotiky je závažný problém z mnoha důvodů. Antibiotika v odpadních vodách zvyšují riziko rozvoje odolných kmenů bakterií. A dále také snižují účinnost běžných biologických čistírenských procesů. Na možnosti, jak zbavit odpadní vody takových látek, se zaměřil ve své výzkumné práci právě tým Jiřího Rathouského. Jako účinná a zároveň ekologicky šetrná metoda se ukázala a v testování potvrdila fotokatalýza.
Odpadní vody zbaví zbytků léků fotokatalýza
Fotokatalýza je proces chemického rozkladu látek probíhajícího za přítomnosti fotokatalyzátoru a světelného záření. Principem je generace nosičů náboje v polovodičovém materiálu po absorpci fotonů světla. Když má světlo dostatečnou energii, dokáže v polovodičích vytvořit dvojici kladných a záporných nábojů, a ty v kontaktu s okolím produkují reaktivní částice. Tyto částice pak rozkládají organické látky na jednodušší molekuly, a nakonec až na oxid uhličitý, vodu a minerální kyseliny. Při tomto procesu se spotřebovává pouze světlo, zatímco samotný fotokatalyzátor zůstává nezměněn. A může se opakovaně použít.
S fotokatalyzátory se pracuje už od 80. let 20. století, jejich praktickému využití ale brání mnohé překážky. Vědci Ústavu se zaměřili na využití fotokatalyzátorů komplexně. Především systematicky testovali různé druhy znečištění a vytvořili soubor poznatků, podle nichž lze určit vhodný typ fotokatalyzátoru pro konkrétní typ znečištěné vody. To jim umožňuje předpovědět účinnost procesu v reálných podmínkách.
„Tímto výzkumem se snažíme vytvořit most, který překoná propast mezi laboratorním bádáním a praktickým využitím,„ říká členka týmu Lenka Belháčová.
Atomární antibiotikum ničí i rezistentní bakterie, zjistili vědci z Olomouce
Součástí výzkumu bylo podle ní i sledování toxicity procesu. Ukázalo se, že fotokatalyzátory nijak neškodí a do vody se z nich neuvolňují škodlivé látky. A ani produkty vznikající při rozkladu škodlivých látek nepředstavují nebezpečí, dodávají výzkumníci.
Nyní usilují o uvedení jejich metody čištění odpadních vod pomocí fotokatalýzy do praxe. Podle Jiřího Rathouského se zatím otevřelo jednání s krajským úřadem v severních Čechách. Ve výsledcích výzkumu spatřuje velký potenciál i pro země s vyšší intenzitou slunečního záření.
Fotokatalýza čistí také vzduch
Nejde přitom o první úspěšnou praktickou aplikaci fotokatalýzy týmu Centra. Před několika lety přišli s fotokatalytickým nátěrem, který umí velmi účinně a dlouhodobě čistit ovzduší od jedovatých látek.
Praktická měření se dělala v Legerově ulici v Praze, kde denně projedou desetitisíce aut. Z výsledků měření vyplynulo, že fotokatalytická technologie dokáže z ovzduší při dotyku s fotokatalytickými fasádami odstraňovat až 50 % oxidů dusíku a ozonu.
Výsledky výzkumu vyšly dokonce v sérii článků ve vědeckých časopisech nakladatelství Elsevier a Americké chemické společnosti [ACS].
–VRN–
