Z ioni nad plastiko

Množična uporaba plastike predstavlja velik okoljski in zdravstveni problem. Bisfenol A je pogosto uporabljen pri proizvodnji različnih vrst plastik za izboljšanje fizikalnih lastnosti, vendar pa lahko moti delovanje hormonskega sistema. Slovensko-danska raziskovalna skupina je iznašla mikroreaktor, ki v vodnih vzorcih pospeši razgradnjo bisfenola A. Svojo študijo so nedavno objavili v reviji Chemical Engineering Journal.

Bisfenol A zaradi svoje kemijske sestave deluje podobno kot hormon estrogen, kar moti pravilno delovanje hormonskih signalnih poti. V naravnem okolju se ne razgradi in ostane kot onesnaževalo v prsti in vodnih ekosistemih, zato je pomembno, da lahko bisfenol A zaznamo in ga učinkovito razgradimo v okoljskih vzorcih.

Raziskovalci in raziskovalke so izdelali pretočni elektrokemijski mikroreaktor za razgradnjo bisfenola A. Sestavljen je iz dveh zlatih elektrod, na kateri so z uporabo električnega toka nanesli ogljikov hidrat alginat. Slednji se v naravi nahaja v rjavih algah. Raziskovalna skupina je ugotovila, da železovi ioni na elektrodah zamrežijo alginat, ki postane gelast. S priklopom elektrod na vir napetosti železovi ioni sprejmejo elektron, kar povzroči počasno raztapljanje alginatnega gela in sproščanje dodatnih železovih ionov. Prosti železovi ioni nato sprožijo verižno reakcijo s persulfatnim anionom, pri kateri nastanejo reaktivni radikali. Radikali povzročijo razgradnjo bisfenola A na ogljikov dioksid in vodikov peroksid.

Po optimizaciji nanosa alginatnega gela na elektrodi so raziskovalke in raziskovalci sestavili reaktor. Elektrodi so povezali z zunanjim virom električne napetosti. Na anodi je potekala oksidacija železovih ionov, zato se je tja iz raztopine nalagal alginat. Na katodi, kjer je potekala redukcija, pa se je alginatni gel počasi raztapljal in sproščal železove ione. Za reakcijo razgradnje bisfenola A so tako bili ključni železovi ioni, ki so sprožili aktivacijo persulfata, nastanek radikalov in razgradnjo bisfenola A.

Nadalje so znanstvenice in znanstveniki določili še učinkovitost razgradnje bisfenola A. Ugotovili so, da počasno sproščanje železovih ionov odstrani 92 odstotkov začetne koncentracije bisfenola A, če se vzorec skozi mikroreaktor ne pretaka. Če pa so vzorec skozi mikroreaktor počasi pretakali, so dosegli 99-odstotni razkroj bisfenola A. Raziskovalke in raziskovalci dodajajo, da je načrtovani mikroreaktor robusten in primeren za uporabo na mestu onesnaženja z bisfenolom A. 

Neonesnaženo okolje si želi Luka.

Vir naslovne slike: slika iz članka, licenca Creative Commons.