Ein Forscherteam hat entwickelte eine Methode gewöhnliche Kunststoffe wiederverwenden, um andere schädliche Schadstoffe im Abwasser abzubauen. Diese Methode behebt gleichzeitig zwei gravierende Umweltverschmutzungsprobleme: plastische Verschmutzung, die unser Ökosystem bedroht, und Vorhandensein krebserzeugender synthetischer Farbstoffe im Abwasser.

Die Methode des Teams zeigt, wie Polystyrol, ein Kunststoff, der häufig in Verpackungsmaterialien und Besteck verwendet wird, verwendet werden kann, um krebserzeugende synthetische Farbstoffe zu verändern, die in der Bekleidungsindustrie und in Kläranlagen verwendet werden und häufig als Reproduktionstoxin für Mensch und Tier wirken.

Das Papier ist in der Zeitschrift veröffentlicht ACS Angewandte Materialien und Schnittstellen.

Die Studie wurde von geführt Julian Eastoe, Professor für Chemie an der Universität Bristol, und Rodrigo J de Oliveira, außerordentlicher Professor für Chemie an der Paraba State University in Brasilien.

"Diese Studie legt einen vielversprechenden Ansatz nahe, um einen Teil der enormen Mengen an weißer Plastikverschmutzung in eine Ressource zur Bekämpfung von Umweltschäden in Form von Wasser für die Behandlung umzuwandeln", heißt es in einer Erklärung von Eastoe.

Weiße Verschmutzung und Karzinogene im Abwasser

Jedes Jahr werden Millionen Tonnen Plastik in Ozeane und Wassersysteme gepumpt, was eine unmittelbare Bedrohung für viele der Ökosysteme der Welt darstellt. Die Besorgnis von Eastoe und Oliveira über die Auswirkungen von Plastikabfällen, auch weiße Verschmutzung genannt, auf die Gesundheit unserer Ökosysteme hat diese Studie vorangetrieben.

"Wir waren interessiert zu sehen, ob wir einen Weg finden könnten, Plastikmüll wiederzuverwenden", sagte Eastoe.

Die Umwelt wird auch durch synthetische Farbstoffe und andere gefährliche Substanzen geschädigt, die ständig in unsere Wasserversorgung gelangen. Viele dieser Schadstoffe schädigen die aquatischen Ökosysteme erheblich.

"Die Entwicklung von Methoden zur Entfernung dieser Verbindungen aus industriellen Abwässern wird immer wichtiger", sagte Eastoe in einer Erklärung.

"Unsere Studie befasst sich sowohl mit der Wiederverwendung von Kunststoff zur Herstellung eines neuen Materials als auch mit der Verwendung dieses Materials zur Bekämpfung der Wasserverschmutzung durch Farbstoffe", fuhr er fort. "Dieser Durchbruch wird für Wasserunternehmen auf der ganzen Welt von Interesse sein. In der nächsten Phase wird untersucht, wie andere Schadstoffe beseitigt werden können."

So funktioniert es

In ihrer Studie haben die Wissenschaftler Farbstoffe mithilfe eines aktiven Oxidationsprozesses abgebaut. Bei diesem Prozess handelt es sich um einen heterogenen (Festkörper-) Fotokatalysator, der dazu beiträgt, Schadstoffe in weniger schädliche Produkte wie Wasser und Kohlendioxid umzuwandeln.

Das Verfahren beinhaltet die Umwandlung von Polystyrol in ein poröses festes Material.

Um dieses Ziel zu erreichen, mussten die Forscher zunächst Kunststoffklumpen in einem Cyclohexan-Lösungsmittel lösen, so Eastoe. Sie froren dann die Lösung ein und entfernten das Lösungsmittel unter Verwendung eines Vakuums.

"Dies hinterlässt einen stark expandierten Kunststoff", erklärt Eastoe.

Das aus Polystyrol hergestellte leichte und starke Material wird dann durch katalytische Nanopartikel aktiviert, fuhr er fort. „Mit dem aktivierten Material können nun Schadstofffarbstoffe mit Licht abgebaut werden, um den Abbau auszulösen.“

Mit dieser Methode werden wahrscheinlich Farbstoffe wie Rhodamin B abgebaut, ein Farbstoff, der in der Lebensmittelherstellung verboten ist, aber häufig zur Erkennung von Lecks in Kläranlagen eingesetzt wird.