微污染物对水道造成了相当大的负担，但是从废水中去除它们需要相当大的技术资源。现在，联邦理工学院的研究人员已经开发出一种方法，可以有效地去除这些有问题的物质。在日常生活中，我们都使用大量的化学物质，包括化妆品、药物、避孕药、植物肥料和清洁剂——所有这些都有助于使人们的生活更容易。然而，这些产品的使用对环境有不利的影响，因为在今天的水处理厂，许多产品不能完全从废水中去除。
作为微污染物，它们最终会进入环境，给河道中的动植物带来负担。因此，作为修订《水保护法》的一部分，到2040年在选定的水处理厂增设一个净化阶段，以去除微污染物。尽管这方面的资金原则上已得到保证，但该项目对工厂经营者提出了挑战，因为只有通过复杂的程序才能去除关键物质，这些程序通常是基于臭氧、活性炭或光。
纳米颗粒有助于降解
现在，苏黎世联邦理工学院机器人与智能系统研究所的研究人员开发了一种方法，可以更容易地去除这些物质。利用多铁纳米颗粒，他们成功地诱导了污染水中化学残留物的分解。在这里，纳米颗粒不直接参与化学反应，而是作为催化剂，加速物质转化为无害化合物。像这样的纳米颗粒已经在工业的许多领域被用作化学反应的催化剂，现在，已经证明它们也可以用于废水净化。在实验中，研究人员使用了含有微量五种常用药物的水溶液。实验证实，纳米颗粒可以将这些物质在水中的浓度降低至少80%。
许多废水处理厂不能完全去除废水中的化学物质。图片：Symbol image: Shutterstock
该小组的博士生Fajer Mushtaq强调了这些结果的重要性：这些物质还包括两种用传统臭氧法无法去除的化合物。参与该项目的博士后陈湘中(音译)解释说：值得注意的是，能够利用磁场精确调整纳米粒子的催化输出。粒子有钴铁氧体核心，周围有铋铁氧体外壳。如果外加交变磁场，粒子表面的某些区域带正电荷，而另一些区域带负电荷。这些电荷导致水中活性氧的形成，活性氧将有机污染物分解成无害的化合物。然后，利用磁场可以很容易地将磁性纳米颗粒从水中去除。
业界的积极回应
研究人员认为，新方法是一种很有前途的方法，例如，它比臭氧废水处理更容易实现，废水处理行业对我们的发现非常感兴趣。然而，由于该方法目前只在实验室中进行了研究，要将其应用于实际还需要一段时间。无论如何，Mushtaq说已经批准了由瑞士国家科学基金会和Innosuisse联合资助的一个桥梁项目，目的是支持该方法转化为实际应用。此外，已经有建立一家附属公司的计划，研究人员打算将他们的想法发展到市场成熟。
以各种有机颜料为例，例如用于纺织工业的颜料，研究人员能够证明他们的方法的有效性。左图使用前，右图使用后。图片：ETH Zurich / Fajer Mushtaq
