有机污染物，如药品、杀虫剂和激素，即使是纳米级浓度，也会污染饮用水，对人类、动物和环境构成重大风险。特别是类固醇激素雌酮、雌二醇、孕酮和睾酮会对人类和野生动物造成生物损害。因此，欧洲联盟为安全和清洁的饮用水制定了严格的最低质量标准，在发展水处理新技术时也必须考虑到这一点。“科学面临的挑战是开发更敏感的方法来靶向激素分子，”KIT先进膜技术研究所(IAMT)所长Andrea Iris教授Schäfer说。主要的问题是类固醇激素很难在水中检测到。“每十万亿个水分子对应一个激素分子。这是一个极低的浓度，”专家解释说。

检测和去除微污染物

传统的水处理技术，污水处理厂既不能发现也不能去除微污染物。因此，IAMT和KIT微结构技术研究所(IMT)的研究人员正在研究新的方法，不仅可以检测和测量微污染物，还可以去除它们。一种新的光催化工艺被证明是有前途的。科学家们用Pd(II)-卟啉(一种含钯的光敏分子，可以吸收可见光)涂覆了一层市售的大孔聚合物膜。暴露在模拟阳光的辐射下会启动一个化学过程，产生所谓的单线态氧，这是一种高度活性的氧。单线态氧专门“攻击”激素分子，并将其转化为潜在安全的氧化产物。IAMT和IMT的科学家Roman Lyubimenko解释说:“我们在每个毛孔表面涂上光敏剂分子是至关重要的，这增加了攻击的表面积。”

显著降低雌二醇浓度

类固醇激素的化学分解和其他微污染物的过滤可以在一个模块中实现。通过这种方法，每平方米的膜可以在一小时内过滤60到600升水。科学家们能够将雌二醇(最具生物活性的类固醇激素)的浓度降低98%，从每升100纳克降至2纳克。“这意味着我们已经非常接近欧盟的每升1纳克的目定值，”Schäfer强调。研究小组的下一个目标是进一步优化光催化过程并将其转移到更大规模。悬而未决的问题是要弄清楚需要多少光强度和多少卟啉，以及铂族金属中昂贵的钯能否被其他金属取代。