Nanofiltração: remover eficazmente o glifosato da água
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As membranas com poros nanométricos podem filtrar o herbicida glifosato e o seu produto de degradação AMPA da água. O seu funcionamento depende não só do tamanho e da carga das moléculas, mas também da sua hidratação: quanto mais espessa for a camada de água, mais difícil é a sua passagem através da membrana. Foi o que descobriram os investigadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT). As suas descobertas ajudarão a melhorar ainda mais a nanofiltração, a fim de fornecer água potável às populações de todo o mundo. Resultados publicados na revista Nature Communications. (DOI: 10.1038/s41467-026-71492-y)
A água é essencial para toda a vida - a contaminação prejudica os seres humanos e o ambiente. Os herbicidas utilizados na agricultura para controlar as ervas daninhas representam um desafio particular. O herbicida mais utilizado no mundo é o glifosato. Os peritos divergem na avaliação da sua utilização, uma vez que os estudos indicam possíveis riscos, como um efeito cancerígeno nos seres humanos, danos nos nervos e efeitos na biodiversidade. O glifosato pode entrar no ciclo da água após a sua utilização em jardins ou na agricultura. São necessárias tecnologias de tratamento eficientes para proteger os recursos hídricos.
As membranas permitem a passagem da água e retêm os poluentes
Os investigadores do Instituto de Tecnologia Avançada de Membranas (IAMT) do KIT estão a trabalhar em materiais de membrana inovadores que permitem a passagem da água e a retenção de poluentes. Num novo estudo, juntaram-se a investigadores da Universidade Ruhr de Bochum, da Universidade da Boémia do Sul em České Budějovice, na República Checa, e da Universidade de Łódź, na Polónia, para investigar como o glifosato e o ácido aminometilfosfónico (AMPA) podem ser removidos utilizando membranas de nanofiltração. O AMPA é formado principalmente no solo como um produto de degradação do glifosato. Tem propriedades químicas semelhantes, mas é retido durante mais tempo.
A nanofiltração é um processo que funciona por pressão, em que os poros das membranas medem apenas alguns nanómetros. "As nossas investigações mostram que a remoção de poluentes como o glifosato depende não só do tamanho das moléculas e da sua carga, mas também fortemente do ambiente aquático", afirma a Professora Andrea Iris Schäfer do IAMT do KIT e autora correspondente do estudo. "Esta descoberta ajuda-nos a melhorar ainda mais a nanofiltração - e, assim, a fornecer água limpa e segura às pessoas em todo o mundo."
As membranas de nanofiltração retêm os poluentes de várias formas: em primeiro lugar, funcionam como uma peneira. As moléculas maiores do que os poros não conseguem passar. Em segundo lugar, muitas membranas têm cargas eléctricas e repelem os iões com a mesma carga. Em terceiro lugar, as moléculas na água são frequentemente rodeadas por um invólucro de moléculas de água ligadas. Esta hidratação influencia o tamanho das moléculas que aparecem na água e a dificuldade que têm em atravessar a membrana.
Valores de pH mais elevados estão associados a uma maior hidratação das moléculas
"Conseguimos mostrar que o valor do pH da solução aquosa e a pressão durante a nanofiltração têm uma influência decisiva na remoção do glifosato e do AMPA", diz Phuong Bich Trinh, estudante de doutoramento no IAMT. Dependendo do valor do pH, ou seja, do grau de acidez ou de basicidade da solução, as moléculas podem ser carregadas de forma diferente. Em valores de pH mais elevados, a exclusão de carga torna-se mais importante. Isto também aumenta a hidratação das moléculas, facilitando a remoção do glifosato e do AMPA da água. No entanto, uma pressão mais elevada pode levar a que a camada de hidratação seja parcialmente destruída - o que, por sua vez, torna a remoção mais difícil.
No entanto, a camada de hidratação das substâncias orgânicas é difícil de medir. Para as suas investigações, os cientistas da Ruhr-Universität Bochum utilizaram a espetroscopia de infravermelhos com transformada de Fourier (espetroscopia FTIR), na qual a luz infravermelha interage com as vibrações moleculares. Os investigadores da Universidade da Boémia do Sul, em Budweis, e da Universidade de Lodz complementaram as experiências com simulações de dinâmica molecular assistidas por computador. O estudo contribui significativamente para a compreensão dos pormenores moleculares do processo de filtração e ajuda a tornar as tecnologias de nanofiltração ainda mais eficazes e mais eficientes em termos de energia e de custos no futuro.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Alemão pode ser encontrado aqui.
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