Super-Partikel für die Abwasserreinigung
Die Stahl-, Glas- und Keramikindustrie, aber auch Kraftwerke produzieren wichtige Verbrauchsgüter für den Menschen. Andererseits fallen dabei aber auch große Abwassermengen an, die mit Schwermetallen belastet sind. Der größte und am weitesten verbreitete Übeltäter ist wahrscheinlich die Elektrizitätserzeugung, doch wer wäre schon bereit, im 21. Jahrhundert ohne Strom zu leben? Schwermetalle wie Blei, Quecksilber und Arsen wirken aber leider toxisch auf den Menschen. Die schwersten Gesundheitsschäden verursachen diese Substanzen im zentralen Nervensystem. Daher müssen Abwässer von diesen Metallen gereinigt werden, bevor sie wieder der Wasserversorgung zugeführt oder in Fertigungsprozessen verwendet werden können. Diese profilierten Industriezweige sind stets bestrebt, ihre Verfahren zur Abwasseraufbereitung zu verbessern, da sie immer strengere behördlich vorgeschriebene Grenzwerte erfüllen müssen. Dabei kann ihnen innovative Forschung helfen, die mit Mitteln der Europäischen Kommission gefördert wird. Wissenschaftler aus Großbritannien, Irland und Deutschland haben dabei ihr Expertenwissen eingebracht, um auf dem Gebiet der superparamagnetischen Kompositpartikel (Superparamagnetic Composite Particles, SPMCs) neue Maßstäbe für den Stand der Technik zu setzen. Sie entwickelten einen auf Verfahren der Nasschemie basierenden neuen Prozess zur Erzeugung von SPMCs im Mikron- und Submikronbereich mit eingebetteten Eisenoxid-Nanopartikeln, die ihre magnetischen Eigenschaften auch beim Vorhandensein eines Magnetfeldes nicht verlieren. Werden sie in einen Abwasserstrom eingebracht, ziehen diese SPMCs die darin enthaltenen Schwermetalle an. Nach der Komplexbildung werden die schwermetallbeladenen SPMCs wieder aus dem Abwasserstrom entnommen. Die Schwermetalle können anschließend durch Ändern des lokalen pH-Wertes von den SPMCs abgetrennt werden. Nach der Separation können die Schwermetalle als hochkonzentrierter Klärschlamm sachgemäß entsorgt werden. Organisationen mit einer noch proaktiveren Einstellung zum Umweltschutz könnten sogar versuchen, die Metalle mit verschiedenen bekannten Techniken zurückzugewinnen. Der gesamte Prozess wurde in einer kontrollierten Umgebung demonstriert. Die Wissenschaftler sind auf der Suche nach weiterer Unterstützung für eine kommerzielle Nutzung der neuen SPMCs, die bei verschiedensten Industriebetrieben angewandt werden können, in denen mit Schwermetallen belastetes Abwasser anfällt. Diese enorm fortschrittlichen SPMCs könnten Abwässer durchaus kostengünstiger reinigen als bestehende Verfahren.
