Čeští výzkumníci přišli s filtrační membránou, která dokáže odstranit z vody nebezpečné bakterie a zároveň i toxické těžké kovy. „Kombinované znečištění, které představuje vážné environmentální a zdravotní riziko, navíc likviduje v jediném kroku, bez nutnosti zdroje energie i chemikálií, jež se běžně pro dezinfekci vody používají,“ informoval o membráně autor jejího konceptu Radek Zbořil. Membrány lze podle něj navíc snadno obnovit. A právě to činí z nové technologie průlomové řešení pro dostupnou a bezpečnou pitnou vodu kdekoli na světě. Vědci se při vývoji membrány zaměřili na využití běžně dostupných a levných filtračních membrán. Na ně však nanesli uhlíkový materiál grafen s chemickými pastmi pro těžké kovy a bakterie. „Použili jsme grafen modifikovaný karboxylovými skupinami, které účinně zachycují těžké kovy, jako je olovo a kadmium. V další vrstvě membrány jsme použili podobný grafenový materiál, ovšem s ionty manganu, které mají silnou chemickou vazbu na bakterie,“ doplnil Zbořil. Filtrační membrány vyvinuté českými vědci fungují i v poloprovozním měřítku, proto lze mebrány hned nasadit v praxi. Technologie dosahuje účinnosti filtrace více jak 99,999 procenta, což je oproti širokému spektru mikroorganismů v destilované, kohoutkové i říční vodě opravdu hodně. Membrány navíc vykazují vysokou kapacitu pro zachycování těžkých kovů, proto splňují přísné legislativní limity. Proces je přitom velice jednoduchý a membrány lze využít i v oblastech bez přístupu k elektrické energii. „Technologie je levná na údržbu, protože membrány lze snadno a efektivně regenerovat pro opakované použití,“ upřesnil David Panáček, autor studie. Vezmeme-li v úvahu jednoduchou konstrukci a cenově dostupné materiály, nová technologie se jeví podle odborníků jako levná alternativa k tradičním metodám úpravy vody. Ty jsou totiž obvykle složité a energeticky náročné. Vlastně jde o zcela nový koncept ve filtrační dezinfekci vody. Oproti tomu současné technologie (ultrafiltrace nebo nanofiltrace) spoléhají na malé póry v membránách pro zachycení bakterií, které jsou však cenově velmi nákladné. „V naší technologii neřešíme velikost pórů, ale spoléháme na chemické vlastnosti iontů manganu, které se silně váží na bakterie. Tato technologie nám umožňuje efektivně odstraňovat i problematické kmeny, jako je například Pseudomonas aeruginosa, známá svou schopností vytvářet biofilmy v potrubích a filtrech. To má obrovský potenciál pro zlepšení dezinfekce vody v nemocnicích nebo potravinářských závodech,“ zdůraznil Milan Kolář z Lékařské fakulty Univerzity Palackého, který se na výzkumu podílel. Zmíněná bakterie může jako potenciální patogen vyvolávat řadu onemocnění, jako je zánět močových cest, zánět středního ucha nebo hnisání popálenin. Těžké kovy se dostávají do povrchových vod z průmyslové výroby nebo těžby, zatímco bakterie často pocházejí z nedostatečně čištěných odpadních vod, zemědělské činnosti a dešťových splachů. A právě tradiční postupy odstranění těchto kontaminantů jsou technologicky náročné a finančně nákladné. K odstranění bakterií se používají chemické procesy jako ozonizace nebo chlorace, těžké kovy jsou odstraňovány vícestupňovými metodami (např. srážení, flokulace, koagulace a další). „Spojení těchto náročných postupů je technologicky i ekonomicky velmi obtížné. V rozvojových zemích, kde chybí finance i odpovídající infrastruktura, je kombinované znečištění těžkými kovy a bakteriemi jedním z největších problémů z hlediska dostupnosti čisté vody. Cílem výzkumu bylo zjednodušit složitý proces úpravy vody a vyvinout levnou technologii, která dokáže odstranit oba typy znečištění v jediném kroku, což se podařilo,“ konstatoval Zbořil.Vědeckému světu autoři představili svou novou technologii v prestižním časopise Chem.Zdroj: CHEM, novinky.cz
