Il chimico della Carnegie Mellon University Terrence J. Collins ha sviluppato un approccio che rimuove in modo rapido ed economico oltre il 99 percento del bisfenolo A (BPA) dall'acqua. BPA, una sostanza chimica onnipresente e pericolosa utilizzata nella produzione di molte materie plastiche, si trova nelle fonti d'acqua di tutto il mondo.

In un articolo pubblicato su chimica verde , Il team di ricerca di Collins e i collaboratori dell'Università di Auckland e dell'Oregon State University hanno anche raccolto prove della presenza del BPA in una moltitudine di prodotti e fonti d'acqua, così come la tossicità della sostanza chimica. Il team di ricerca costruisce un caso forte per la necessità di bonificare efficacemente l'acqua contaminata da BPA, in particolare i flussi di rifiuti industriali e il deflusso delle discariche, e offrono una soluzione semplice.

Il BPA è una sostanza chimica utilizzata principalmente nella produzione di plastica in policarbonato e resine epossidiche. Il suo uso è così diffuso:il BPA può essere trovato nei prodotti, dai DVD alle lenti per occhiali fino alle ricevute dei registratori di cassa, a cui le persone e la fauna selvatica sono regolarmente esposte.

Il BPA è pericoloso perché imita gli estrogeni, un ormone naturale, e può influenzare il sistema endocrino del corpo. Studi sui pesci, mammiferi e cellule umane hanno dimostrato che il BPA influisce negativamente sullo sviluppo del cervello e del sistema nervoso, crescita e metabolismo, e il sistema riproduttivo.

Le preoccupazioni per gli effetti sulla salute del BPA hanno spinto i produttori a iniziare a produrre prodotti privi di BPA come biberon e bottiglie d'acqua a partire dal 2010. Ironia della sorte, molti sostituti del BPA hanno anche una tossicità simile al BPA stesso.

"Le sostituzioni del BPA spesso non sono state adeguatamente testate nonostante il fatto che il test sia facile da eseguire, " disse Collins, la Teresa Heinz Professore di Chimica Verde alla Carnegie Mellon. "Un ampio team di scienziati della salute ambientale e chimici verdi ha sviluppato una metodologia chiamata Tiered Protocol for Endocrine Disruption per identificare gli interferenti endocrini ai massimi livelli della scienza contemporanea, che abbiamo pubblicato su Green Chemistry nel 2013."

Con più di 15 miliardi di libbre di BPA ancora in produzione ogni anno, La contaminazione e la pulizia da BPA rappresentano una sfida significativa.

"Non c'è scampo dal BPA, per nessuna creatura vivente, " disse Collins, la Teresa Heinz Professore di Chimica Verde alla Carnegie Mellon. "Il massiccio uso globale del BPA grava su un'infrastruttura di trattamento delle acque già sovraccaricata e la maggior parte dei rilasci di acqua BPA semplicemente non raggiunge mai un impianto di trattamento delle acque. Il nostro approccio ha un alto potenziale per essere una strategia di bonifica molto migliore per i flussi di rifiuti contaminati da BPA".

Attualmente, L'acqua contaminata da BPA, come i rifiuti industriali o il deflusso delle discariche, può o meno essere trattata prima di essere rilasciata nell'ambiente o negli impianti di trattamento delle acque reflue.

Il team di Collins offre un semplice, soluzione di pulizia efficace ed economica. Il loro sistema coinvolge un gruppo di catalizzatori chiamati attivatori TAML, piccole molecole che imitano gli enzimi ossidanti. Quando combinato con perossido di idrogeno, Gli attivatori TAML scompongono in modo molto efficace le sostanze chimiche nocive nell'acqua.

Nell'attuale giornale di 25 pagine, i ricercatori dimostrano l'efficacia e la sicurezza degli attivatori del TAML nella decomposizione del BPA. L'aggiunta di TAML e perossido di idrogeno all'acqua fortemente contaminata da BPA ha comportato una riduzione del 99% del BPA entro 30 minuti a pH quasi neutro, che è la norma di pH per il trattamento delle acque reflue.

Il trattamento con TAML a questo pH ha causato l'assemblaggio del BPA in unità più grandi chiamate oligomeri, che si aggregano e precipitano fuori dall'acqua. Secondo Collins, gli oligomeri potrebbero essere filtrati e smaltiti in un impianto di trattamento delle acque BPA. Più importante, studi approfonditi di Collins e dei suoi collaboratori hanno scoperto che gli oligomeri stessi non sono dannosi. La natura dei legami che uniscono le molecole di BPA non consente agli oligomeri di tornare al BPA.

Per garantire la sicurezza dell'acqua decontaminata, compresi gli oligomeri, i ricercatori lo hanno testato con i test Tiered Protocol for Endocrine Disruption (TiPED). Hanno scoperto che l'acqua BPA trattata con TAML non mostrava attività estrogenica o causava anomalie nel lievito e nello sviluppo di embrioni di zebrafish.

I ricercatori hanno anche testato l'efficacia del trattamento TAML su acqua carica di BPA a un pH di 11. A questo pH più alto, c'è stata una riduzione del BPA superiore al 99,9% entro 15 minuti. In contrasto con il trattamento a pH 8,5, le molecole di BPA sono state distrutte e non sono stati rilevati oligomeri.

"Poiché il trattamento con TAML/perossido di idrogeno elimina il BPA dall'acqua così facilmente a concentrazioni simili a una varietà di flussi di rifiuti, comprese le soluzioni per la lavorazione della carta e il percolato di discarica, assumendo che gli studi di laboratorio si trasferiscano nel mondo reale, ora possiamo offrire una nuova e semplice procedura per ridurre le esposizioni al BPA in tutto il mondo, " disse Collins.