Eine einfache chemische Reaktion könnte die Aufbereitung von verunreinigtem Wasser und den Abbau von Schadstoffen revolutionieren. Eine Nachwuchswissenschaftlerin in Sydney hat entdeckt, wie bei der Korrosion winziger Eisenteilchen auch Pestizide zerstört werden.
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Research-Studentin Sung Hee Joo vom Institut für Umwelt- und Verfahrenstechnik der University of New South Wales (UNSW) entdeckte das Potential dieser chemischen Reaktion bei ihrer Arbeit mit Nanoteilchen nullwertigen Eisens, die hoch reaktiv sind. Als sie die Eisenpartikel in Wasser gab, welches mit dem weit verbreiteten Schädlingsbekämpfungsmittel Molinat versetzt war, ließ der im Wasser enthaltene Sauerstoff das Eisen korrodieren. Dabei entstand ein sehr starkes Oxidationsmittel und dieses zersetzte das Pestizid. Die Entdeckung stellt die weitläufigen Annahmen über die zersetzende Wirkung von Eisen auf Pestizide in Frage. Weltweit wurde auf diesem Feld umfassende Forschungsarbeit geleistet. Bisher war man jedoch davon ausgegangen, dass der Reaktionsprozess von nullwertigem Eisen reduktiv sei. Sung Hee Joo ist es nun gelungen zu zeigen, dass es sich vielmehr um einen oxidativen Prozess handelt.
Überraschende Endeckung
„Joos Entdeckung kam überraschend,“ so David Sedlak, Fulbright-Fellow am Institut für Umwelt- und Verfahrenstechnik der UNSW. „Wir wußten, dass Eisen in der Lage ist, organische Verbindungen zu verändern, aber bei den in der Vergangenheit beobachteten Prozessen handelte es sich nur um teilweise Reaktionen. Niemand konnte zuvor eine Oxidationsreaktion verzeichnen, bei der die organische Verbindung vollständig oxidiert,“ erläutert Sedlak die Bedeutung von Sung Hee Joos Arbeit. Andere Forscher hatten bisher
nur handelsübliche granulierte Eisenpartikel verwendet. „Es war bekannt, dass organische Stoffe mit granuliertem nullwertigem Eisen bearbeitet werden können; dass dies aber auch funktioniert, wenn Sauerstoff vorhanden ist, ist eine ganz andere Theorie,“ so Joo.
Für die neu entdeckte Reaktion gibt es viele mögliche Anwendungsbereiche. Laut Joo ist die Technik relativ einfach und die benötigten Substanzen sind leicht erhältlich. Dadurch könnte die Methode breit gefächert zum Abbau agrochemischer Verunreinigungen und zur Reinigung von verschmutztem Wasser eingesetzt werden. Sie wäre außerdem eine mögliche Ergänzung zur biologischen Behandlung von verunreinigtem Wasser, bei der das Wasser durch in der Natur vorkommende Bakterien und Bodenfilterung gereinigt wird.
(idw – Australisch-Neuseeländischer Hochschulverbund / Institut Ranke-Heinemann, 11.03.2004 – AHE)
