Gli ormoni e altri microinquinanti influiscono negativamente sulla salute quando i residui entrano nel corpo attraverso l'acqua potabile. Soluzioni ampiamente applicabili per la rimozione, però, mancano ancora. Il Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ha ora sviluppato un metodo mediante il quale gli ormoni vengono eliminati rapidamente dalle acque reflue e con un'elevata efficienza energetica. I risultati sono riportati nel Journal of Hazardous Materials .

"La contaminazione dell'acqua potabile municipale con microinquinanti potrebbe diventare una delle maggiori sfide per la protezione della nostra salute e dell'ambiente, " afferma la professoressa Andrea Schäfer del Membrane Technology Group dell'Institute of Functional Interfaces (IFG) di KIT. L'esperta e il suo team studiano la rimozione degli ormoni estrone, estradiolo, progesterone e testosterone. La loro concentrazione in un litro d'acqua, in cui vengono scaricate le acque reflue trattate, è di circa 100 nanogrammi. "Stiamo cercando l'ago nel pagliaio, " dice Schäfer. "Eppure, questi ormoni a queste concentrazioni sono altamente efficaci." La bassa concentrazione e le piccole dimensioni delle molecole ormonali non solo impediscono il rilevamento con metodi analitici, ma anche rimozione.

Il nuovo metodo della tecnologia a membrana combina i vantaggi dell'adsorbimento (legame) dei microinquinanti mediante un adsorbitore a carbone attivo con quelli dell'ultrafiltrazione delle particelle inquinanti mediante una membrana semipermeabile. Nel sistema integrato, le acque reflue vengono prima "pressate" attraverso una membrana polimerica in cui vengono trattenuti i microrganismi e le impurità più grandi. Dietro questa membrana, si trova uno strato di carbone attivo speciale, che originariamente è stato sviluppato per i filtri dell'aria. La sua superficie ha un'elevata affinità con gli ormoni, il che significa che le molecole di carbonio e ormoni formano facilmente nuovi composti. Inoltre, il carbone attivo può essere passato da grandi quantità di acqua e legare molte molecole. L'energia necessaria è di gran lunga inferiore a quella dei metodi alternativi, come l'osmosi inversa.

"La speciale configurazione di carbone attivo e membrana polimerica è idrorepellente, garantisce un'elevata portata d'acqua grazie all'ampia superficie specifica delle particelle di carbonio utilizzate, e funziona in modo rapido ed efficiente dal punto di vista energetico, " Schäfer riassume i vantaggi. Lo strato di adsorbimento ha uno spessore di circa due millimetri e, quindi, è estremamente sottile, ma rimuove le molecole ormonali a concentrazioni realistiche. Esperimenti di laboratorio hanno dimostrato che il 60% degli inquinanti ormonali può essere eliminato con un volume d'acqua di nove litri e una superficie di membrana molto piccola di 38 cm2. A seconda dello spessore dello strato di adsorbimento, questo valore può essere aumentato al 90%.

"Pensiamo di aver sviluppato una tecnologia valida per l'eliminazione di microinquinanti e ormoni dall'acqua, "dice Matteo Tagliavini, che lavora nel gruppo di Schäfer come ricercatore di dottorato ed è coautore della recente pubblicazione. La membrana composita è flessibile e può essere applicata in vari moduli. È adatto per l'uso in grandi strutture industriali e per applicazioni su scale più piccole fino al rubinetto di casa. L'uso pratico del nuovo metodo è facilitato dal fatto che il materiale è già stato approvato. Al momento è in fase di progettazione il primo progetto industriale.