Des scientifiques développent un sorbant prometteur pour éliminer les antibiotiques des eaux usées

Les chercheurs de NUST MISIS ont créé un sorbant réutilisable et respectueux de l’environnement pour nettoyer les antibiotiques des eaux usées. Le sorbant proposé présente un certain nombre d’avantages par rapport aux analogues déjà connus : faibles coûts de production, conception simple et facilité d’utilisation dans les installations de traitement. Les résultats de l’étude sont publiés dans la revue Nanomatériaux.

En raison de l’augmentation de l’utilisation des médicaments, l’accumulation de antibiotiques et leurs produits de dégradation dans les eaux usées sont devenus un problème sérieux pour l’homme et l’environnement. Le plus souvent, les antibiotiques se retrouvent dans les rivières et les eaux souterraines en tant que déchets des entreprises pharmaceutiques, des établissements médicaux et pharmaceutiques et de l’agriculture. La présence d’antibiotiques dans l’eau entraîne une augmentation de la résistance des bactéries et des micro-organismes à ceux-ci, le développement de réactions allergiques, voire la multiplication de bactéries dangereuses.

Actuellement, il existe différentes méthodes de traitement des eaux usées. Cependant, chaque méthode a ses propres limites. La sorption est l’une des méthodes de purification les plus simples et les moins coûteuses qui ne nécessite pas de structures de fabrication complexes ni de réactions chimiques supplémentaires.

Les scientifiques du NUST MISIS Research Center Inorganic Nanomaterials et du Laboratory of Digital Materials Science ont décidé de se concentrer précisément sur ce sujet. Pour la méthode proposée, il n’est pas nécessaire de créer un équipement spécial coûteux ou d’introduire artificiellement des composants chimiques ou biologiquement actifs supplémentaires dans le système qui peuvent perturber l’équilibre écologique. Passer simplement eau contaminée à travers un filtre ou une suspension de nitrure de bore nanoparticules.

“Selon la modélisation théorique, l’antibiotique a tendance à adhérer à la surface du sorbant sans former de liaison chimique, ce qu’on appelle le processus d’adsorption. En même temps, l’antibiotique ne se décompose pas et, par conséquent, aucun sous-produit ne se forme. “, explique l’un des auteurs de l’étude, chercheur principal au Laboratoire de science des matériaux numériques, Antipina Lyubov.

Le sorbant créé par les chercheurs à base de nitrure de bore hexagonal est capable de purifier efficacement les eaux usées des antibiotiques. Dans leur étude, les chercheurs de NUST MISIS ont sélectionné trois types d’antibiotiques, qui comptent parmi les polluants les plus courants.

“Nanoparticules creuses à base de nitrure de bore hexagonal ont été proposés comme sorbant pour purification de l’eau à partir d’antibiotiques. L’efficacité d’élimination de la bicilline, de la tétracycline et de la ciprofloxacine de solutions aqueuses a été étudiée pendant 28 jours par spectrophotométrie UV. D’après les résultats obtenus, les nanoparticules éliminent les molécules des antibiotiques étudiés beaucoup plus efficacement que les autres adsorbants connus”, explique l’un des auteurs de l’étude, ingénieur au Centre de recherche sur les nanomatériaux inorganiques, Kristina Kotyakova.

Les principaux avantages des filtres à base de nanoparticules de nitrure de bore sont le respect de l’environnement et la réutilisabilité. Au cours de la recherche, les auteurs ont développé un protocole de purification des sorbants à partir d’antibiotiques, ce qui est important pour leur application pratique, car ce matériau peut être réutilisé.

La méthode proposée par les scientifiques pour obtenir le matériau est assez simple et facilement reproductible. La plus grande contribution au coût du sorbant proposé est apportée directement par la synthèse de nanoparticules. Cependant, à l’échelle industrielle, après avoir mis au point ce procédé, leur production deviendra beaucoup moins chère.

À l’avenir, les scientifiques prévoient d’augmenter la capacité de sorption des nanoparticules en appliquant un polymère et en déposant ions métalliquesainsi que l’élargissement de la gamme d’antibiotiques à l’étude.