Cia: IUCNweb (CC BY 2.0)

Naukowcy opracowali metodę szybkiego i taniego usuwania ponad 99 procent bisfenolu A (znanego również jako BPA) z wody.

BPA, wszechobecna i niebezpieczna substancja chemiczna stosowana w produkcji wielu tworzyw sztucznych, znajduje się w źródłach wody na całym świecie.

W nowej gazecie, która ukazuje się w Zielona Chemia, chemik Terrence J. Collins i jego zespół badawczy zebrali również dowody na obecność BPA w wielu produktach i źródłach wody, a także na toksyczność tej substancji chemicznej.

Zespół badawczy buduje mocne argumenty przemawiające za potrzebą skutecznej rekultywacji wody zanieczyszczonej BPA, zwłaszcza strumieni odpadów przemysłowych i spływów ze składowisk, i oferuje proste rozwiązanie.

BPA to substancja chemiczna stosowana przede wszystkim w produkcji tworzyw poliwęglanowych i żywic epoksydowych. Jego stosowanie jest szeroko rozpowszechnione — BPA można znaleźć w produktach, od płyt DVD i soczewek okularowych po paragony kasowe — a ludzie i dzika przyroda są regularnie narażeni.

BPA jest niebezpieczny, ponieważ naśladuje estrogen, naturalnie występujący hormon i może wpływać na układ hormonalny organizmu. Badania na rybach, ssakach i komórkach ludzkich wykazały, że BPA niekorzystnie wpływa na rozwój mózgu i układu nerwowego, wzrost i metabolizm oraz na układ rozrodczy.

Obawy dotyczące skutków zdrowotnych BPA skłoniły producentów do rozpoczęcia produkcji produktów wolnych od BPA, takich jak butelki dla niemowląt i butelki na wodę, począwszy od 2010 roku. Wiele zamienników BPA ma również podobną toksyczność do samego BPA.

„Zamienniki BPA często nie były odpowiednio testowane, mimo że testowanie jest łatwe” – mówi Collins, profesor zielonej chemii na Carnegie Mellon University. Collins mówi, że naukowcy zajmujący się zdrowiem środowiskowym i zieloni chemicy opracowali metodologię zwaną Tiered Protocol for Endocrine Disruption (TiPED) do identyfikacji substancji zaburzających gospodarkę hormonalną na najwyższym poziomie współczesnej nauki, która została opublikowana w Zielona Chemia w 2013 roku.

Przy ponad 15 miliardach funtów BPA produkowanych rocznie, zanieczyszczenie i czyszczenie BPA stanowi poważne wyzwanie.

„Nie ma ucieczki przed BPA – dla żadnej żywej istoty” – mówi Collins. „Masowe globalne stosowanie BPA obciąża i tak już przeciążoną infrastrukturę uzdatniania wody, a większość uwolnień wody BPA po prostu nigdy nie dociera do zakładu uzdatniania wody. Nasze podejście ma duży potencjał, aby być znacznie lepszą strategią remediacji strumieni odpadów zanieczyszczonych BPA”.

Woda zanieczyszczona BPA, taka jak odpady przemysłowe lub spływy ze składowisk, może być oczyszczana lub nie przed uwolnieniem do środowiska lub oczyszczalni ścieków.

Zespół Collinsa oferuje proste, skuteczne i tanie rozwiązanie do czyszczenia. Ich system obejmuje grupę katalizatorów zwanych aktywatorami TAML, małych cząsteczek naśladujących enzymy utleniające. W połączeniu z nadtlenkiem wodoru aktywatory TAML bardzo skutecznie rozkładają szkodliwe chemikalia w wodzie.

W artykule naukowcy wykazali skuteczność i bezpieczeństwo aktywatorów TAML w rozkładaniu BPA. Dodanie TAML i nadtlenku wodoru do wody silnie zanieczyszczonej BPA spowodowało 99-procentową redukcję BPA w ciągu 30 minut przy prawie obojętnym pH, które jest normą pH dla oczyszczania ścieków.

Traktowanie TAML przy tym pH powodowało, że BPA łączył się w większe jednostki zwane oligomerami, które zlepiają się i wytrącają z wody. Według Collinsa oligomery można by filtrować i usuwać w zakładzie uzdatniania wody BPA.

Co najważniejsze, szeroko zakrojone badania przeprowadzone przez Collinsa i jego współpracowników wykazały, że oligomery same w sobie nie są szkodliwe. Charakter wiązań, które sklejają ze sobą cząsteczki BPA, nie pozwala oligomerom na powrót do BPA.

Aby zapewnić bezpieczeństwo odkażonej wody, w tym oligomerów, naukowcy przetestowali ją za pomocą testów TiPED. Odkryli, że woda BPA poddana obróbce TAML nie wykazywała aktywności estrogenowej ani nie powodowała nieprawidłowości u drożdży i rozwijających się zarodków danio pręgowanego.

Naukowcy przetestowali również skuteczność leczenia TAML na wodzie naładowanej BPA o pH 11. Przy tym wyższym pH nastąpiło ponad 99.9% zmniejszenie BPA w ciągu 15 minut. W przeciwieństwie do traktowania pH 8.5 cząsteczki BPA zostały zniszczone i nie wykryto oligomerów.

„Ponieważ obróbka TAML/nadtlenkiem wodoru tak łatwo eliminuje BPA z wody w stężeniach podobnych do różnych strumieni odpadów, w tym roztworów do przetwarzania w zakładach papierniczych i odcieków ze składowisk, zakładając przeniesienie badań laboratoryjnych do świata rzeczywistego, możemy teraz zaoferować nowy i prosta procedura redukcji ekspozycji na BPA na całym świecie” – mówi Collins.

Dodatkowi autorzy badania pochodzą z Carnegie Mellon; Uniwersytet Stanowy w Oregonie; oraz Uniwersytet w Auckland.

Carnegie Mellon, Uniwersytet w Auckland, Fundacja Alexandra von Humboldta, Instytut Edukacji i Badań Ekologicznych Carnegie Mellon Steinbrenner, Fundacja Heinza oraz Narodowa Fundacja Nauki wspierały badania i badaczy.

Źródło: Carnegie Mellon University

Powiązane książki:

at Rynek wewnętrzny i Amazon