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ETH entwickelt neue Methode zur Beseitigung von Problemstoffen

Problemstoffe - beispielsweise aus Medikamenten oder Putzmitteln - lassen sich nur schwer aus Abwässern beseitigen. ETH-Forschende haben jetzt einen Ansatz entwickelt, wie der dafür notwendige Aufwand reduziert werden kann - dank multiferroischer Nanopartikel.
Simsalabim: Links durch Problemstoffe verunreinigtes Wasser, rechts nach der Behandlung mit Nanoparikeln. (Bild: ETH Zürich / Fajer Mushtaq)

Simsalabim: Links durch Problemstoffe verunreinigtes Wasser, rechts nach der Behandlung mit Nanoparikeln. (Bild: ETH Zürich / Fajer Mushtaq)

(sda)

Bis 2040 will der Bund rund hundert Kläranlagen mit einer zusätzlichen Reinigungsstufe aufrüsten, die 80 Prozent der Schadstoffe aus Medikamenten, Pflanzenschutzmitteln, Chemikalien und Hormonen eliminiert. Derzeit liegt die durchschnittliche Entsorgungsrate solcher Substanzen bei 17 Prozent.

«Obwohl die Finanzierung grundsätzlich gesichert ist, stellt das Vorhaben die Betreiber der Kläranlagen vor eine Herausforderung. Denn die kritischen Stoffe lassen sich nur mit aufwendigen Verfahren beseitigen, die in der Regel auf Ozon, Aktivkohle oder Licht basieren», teilten Forscher des ETH-Instituts für Robotik und Intelligente Systeme am Freitag mit.

Sie haben nun einen Ansatz entwickelt, mit dem man diese problematischen Substanzen «auf elegante Weise» einfacher beseitigen kann. Dabei behilflich sind multiferroische Nanopartikel, welche die Zersetzung von Chemikalien-Rückständen in verunreinigtem Wasser anregen. Diese Partikel sind nicht direkt in die chemische Reaktion involviert, sondern beschleunigen als Katalysatoren die Umwandlung der Substanzen in harmlose Verbindungen.

«Solche Nanopartikel werden in der Industrie bereits an verschiedenen Orten als Katalysatoren bei chemischen Reaktionen eingesetzt», lässt sich Salvador Pané, der als Senior Scientist diese Forschung massgeblich vorangetrieben hat, zitieren. «Nun konnten wir zeigen, dass sie auch bei der Reinigung von Abwasser hilfreich sein können.»

Besser als die aufwendige Ozon-Methode

Im Labor wurde das mit wässrigen Lösungen mit Spuren von fünf weit verbreiteten Medikamenten nachgewiesen. Die Experimente bestätigten, dass die Nanopartikel die Konzentration dieser Substanzen im Wasser um mindestens 80 Prozent reduzieren können. Darunter seien auch zwei Substanzen, die sich mit der herkömmlichen Methode mit Ozon nicht beseitigen lassen.

«Die Abwasserindustrie ist sehr interessiert an unseren Resultaten», berichtet Pané. Bis zur praktischen Anwendung dauert es allerdings noch eine Weile. Aber ein vom Schweizerischen Nationalfonds und Innosuisse gemeinsam finanziertes Bridge-Projekt soll den Transfer in die Praxis unterstützen. Und auch die Gründung einer Spin-off-Firma, mit der die Forschenden ihre Idee bis zur Marktreife weiterentwickeln wollen, sei geplant.

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