Carnegie Mellon University-chemicus Terrence J. Collins heeft een aanpak ontwikkeld die snel en goedkoop meer dan 99 procent van bisfenol A (BPA) uit water verwijdert. BPA, een alomtegenwoordige en gevaarlijke chemische stof die wordt gebruikt bij de productie van veel kunststoffen, wordt gevonden in waterbronnen over de hele wereld.

In een paper gepubliceerd in Groene chemie , Collins' onderzoeksteam en medewerkers aan de Universiteit van Auckland en de Oregon State University hebben ook bewijs verzameld van de aanwezigheid van BPA in een groot aantal producten en waterbronnen, evenals de toxiciteit van de chemische stof. Het onderzoeksteam pleit sterk voor de noodzaak om met BPA verontreinigd water effectief te saneren, vooral industriële afvalstromen en afval van stortplaatsen, en ze bieden een eenvoudige oplossing.

BPA is een chemische stof die voornamelijk wordt gebruikt bij de productie van polycarbonaatkunststof en epoxyharsen. Het gebruik ervan is zo wijdverbreid - BPA is te vinden in producten van dvd's en brillenglazen tot kassabonnen - waaraan mensen en dieren in het wild regelmatig worden blootgesteld.

BPA is gevaarlijk omdat het oestrogeen nabootst, een natuurlijk voorkomend hormoon, en kan het endocriene systeem van het lichaam beïnvloeden. Onderzoek bij vissen, zoogdieren en menselijke cellen hebben aangetoond dat BPA de ontwikkeling van de hersenen en het zenuwstelsel nadelig beïnvloedt, groei en stofwisseling, en het voortplantingssysteem.

Bezorgdheid over de gezondheidseffecten van BPA zette fabrikanten ertoe aan om vanaf 2010 BPA-vrije producten te gaan maken, zoals babyflessen en waterflessen. veel BPA-vervangingen hebben ook een vergelijkbare toxiciteit als BPA zelf.

"BPA-vervangingen zijn vaak niet voldoende getest, ondanks het feit dat testen eenvoudig is om te doen, " zei Collins, de Teresa Heinz hoogleraar groene chemie aan Carnegie Mellon. "Een groot team van milieu-gezondheidswetenschappers en groene chemici ontwikkelde een methodologie genaamd het gelaagde protocol voor endocriene verstoring voor het identificeren van hormoonontregelaars tot het hoogste niveau van de hedendaagse wetenschap, die we in 2013 publiceerden in Green Chemistry."

Met meer dan 15 miljard pond BPA die nog steeds jaarlijks wordt geproduceerd, BPA-verontreiniging en opruiming vormen een grote uitdaging.

"Er is geen ontsnapping aan BPA - voor enig levend wezen, " zei Collins, de Teresa Heinz hoogleraar groene chemie aan Carnegie Mellon. "Het massale wereldwijde gebruik van BPA belast een reeds overbelaste waterbehandelingsinfrastructuur en de meeste BPA-waterlozingen bereiken eenvoudigweg nooit een waterbehandelingsfaciliteit. Onze aanpak heeft een groot potentieel om een ​​veel betere saneringsstrategie te zijn voor met BPA verontreinigde afvalstromen."

Momenteel, Met BPA verontreinigd water, zoals industrieel afval of afval van stortplaatsen, kan al dan niet worden behandeld voordat het in het milieu of in afvalwaterzuiveringsinstallaties terechtkomt.

Collins' team biedt een eenvoudige, effectieve en goedkope schoonmaakoplossing. Hun systeem omvat een groep katalysatoren die TAML-activators worden genoemd, kleine moleculen die oxiderende enzymen nabootsen. In combinatie met waterstofperoxide, TAML-activators breken zeer effectief schadelijke chemicaliën in water af.

In de huidige krant van 25 pagina's de onderzoekers demonstreren de werkzaamheid en veiligheid van TAML-activators bij het afbreken van BPA. Het toevoegen van TAML's en waterstofperoxide aan water dat zwaar verontreinigd is met BPA resulteerde in een reductie van BPA van 99 procent binnen 30 minuten bij een bijna neutrale pH, wat de pH-norm is voor afvalwaterzuivering.

TAML-behandeling bij deze pH zorgde ervoor dat BPA assembleerde tot grotere eenheden, oligomeren genaamd, die samenklonteren en uit het water neerslaan. Volgens Collins, de oligomeren zouden kunnen worden gefilterd en afgevoerd in een BPA-waterzuiveringsinstallatie. Het belangrijkste is, uitgebreide studies door Collins en zijn medewerkers hebben aangetoond dat de oligomeren zelf niet schadelijk zijn. Door de aard van de bindingen die de BPA-moleculen aan elkaar plakken, kunnen de oligomeren niet terugkeren naar BPA.

Om de veiligheid van het gedecontamineerde water te garanderen, inclusief de oligomeren, de onderzoekers testten het met TiPED-assays (Tiered Protocol for Endocrine Disruption). Ze ontdekten dat het met TAML behandelde BPA-water geen oestrogeenactiviteit vertoonde of afwijkingen veroorzaakte in gist en zich ontwikkelende zebravisembryo's.

De onderzoekers testten ook de werkzaamheid van TAML-behandeling op met BPA beladen water met een pH van 11. Bij deze hogere pH, er was een reductie van meer dan 99,9 procent in BPA binnen 15 minuten. In tegenstelling tot een behandeling met pH 8,5, de BPA-moleculen werden vernietigd en er werden geen oligomeren gedetecteerd.

"Omdat TAML/waterstofperoxidebehandeling BPA zo gemakkelijk uit water elimineert in concentraties die vergelijkbaar zijn met een verscheidenheid aan afvalstromen, waaronder oplossingen voor de verwerking van papierfabrieken en percolaat van stortplaatsen, ervan uitgaande dat de laboratoriumstudies worden overgedragen naar de echte wereld, we kunnen nu een nieuwe en eenvoudige procedure aanbieden om de blootstelling aan BPA wereldwijd te verminderen, ' zei Collins.