Các nhà khoa học tại Trung tâm Nghiên cứu chu trình nước thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (KIST) đã phát triển được quy trình xử lý nước thải bằng sản phẩm phụ nông nghiệp phổ biến để loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm và chất gây rối loạn nội tiết có trong môi trường, được biết đến là chất gây rối loạn nội tiết.

Nước cống và nước thải nói chung được tạo ra tại bất kỳ khu công nghiệp nào, thường chứa khối lượng lớn chất ô nhiễm và chất gây rối loạn nội tiết. Vì chất gây rối loạn nội tiết không dễ bị phân tách, nên chúng sẽ tác động tiêu cực không chỉ đến môi trường mà cả cơ thể con người. Để ngăn chặn tình trạng này, cần có một phương pháp loại bỏ chúng.

Hiệu suất của chất xúc tác hiện đang được sử dụng để xử lý nước thải, giảm đáng kể theo thời gian. Vì khó đạt được hiệu quả cao trong các điều kiện xử lý, nên bất lợi lớn nhất của quy trình hiện nay là chi phí cao. Hơn nữa, nghiên cứu đã được thực hiện cho đến nay, chủ yếu tập trung vào phát triển các chất xúc tác đơn chất và tăng hiệu suất của chúng. Có ít nghiên cứu tạo ra các chất xúc tác nanocompozit thân thiện với môi trường có khả năng loại bỏ chất gây rối loạn nội tiết khỏi nước thải.

Nhóm nghiên cứu tại KIST, do TS Jae-woo Choi và TS Kyung-won Jung dẫn đầu, đã sử dụng than sinh học thân thiện với môi trường và được sản xuất từ các sản phẩm phụ của ngành nông nghiệp để phát triển quy trình xử lý nước thải giúp loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm và chất gây rối loạn nội tiết. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng trấu thải loại trong quá trình thu hoạch lúa để sản xuất than sinh học vừa thân thiện với môi trường vừa tiết kiệm. Bề mặt than sinh học được phủ mangan dioxit có kích thước nano để tạo ra nanocompozit. Hiệu quả cao và chi phí thấp của chất xúc tác sinh học nano-nanocompozit có được là nhờ kết hợp các lợi thế của than sinh học và mangan dioxit.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng phương pháp thủy nhiệt (quá trình tổng hợp khoáng chất sử dụng nhiệt độ và áp suất cao) khi tổng hợp nanocompozit để tạo ra chất xúc tác hoạt tính cao, dễ tái tạo và ổn định. Việc cung cấp cho chất xúc tác một cấu trúc phân tầng ba chiều đã mang lại hiệu quả cao cho quá trình oxy hóa tiên tiến (AOP) do diện tích bề mặt lớn.

Khi được sử dụng trong các điều kiện tương tự, chất xúc tác hiện nay chỉ có thể loại bỏ 80% Bisphenol A (BPA), chất gây rối loạn nội tiết, trong khi chất xúc tác mới đã loại bỏ hơn 95% BPA trong vòng chưa đầy một giờ. Đặc biệt, khi kết hợp với sóng siêu âm tần số 20kHz, toàn bộ dấu vết của BPA đã được loại bỏ hoàn toàn trong vòng chưa đầy 20 phút. Ngay cả sau nhiều thử nghiệm lặp đi lặp lại, tỷ lệ loại bỏ BPA vẫn duy trì ổn định ở mức khoảng 93%.

TS Kyung-won Jung, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: chất xúc tác được phát triển qua nghiên cứu này sử dụng sản phẩm phụ nông nghiệp phổ biến. Do đó, chúng tôi hy vọng nghiên cứu bổ sung về các chất thay thế sẽ dẫn đến sự phát triển của các chất xúc tác có nguồn gốc từ nhiều loại sinh khối chất thải hữu cơ. Ngoài ra, các tác giả cũng hy vọng các nghiên cứu trong tương lai nhằm đạt được khả năng tối ưu hóa quy trình và tăng tỷ lệ loại bỏ chất thải sẽ cho phép phát triển hệ thống khử chất gây rối loạn nội tiết vừa thân thiện với môi trường và chi phí thấp.

(Vista)