Entre os poluentes do ar mais preocupantes estão os compostos orgânicos voláteis (COV), substâncias tóxicas capazes de se difundir tanto na atmosfera exterior como em ambientes confinados.
Todos os anos, em França, a poluição do ar é responsável por várias dezenas de milhares de mortes. Entre os compostos mais poluentes, os compostos orgânicos voláteis (COV) são moléculas como hidrocarbonetos, álcoois, aldeídos..., que se volatilizam muito facilmente e acabam na atmosfera. Devido à sua toxicidade e persistência no ambiente, é, portanto, fundamental limitar a sua emissão ou otimizar a sua destruição.
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Os métodos convencionais de eliminação de COV - oxidação térmica, adsorção ou condensação - apresentam limitações significativas em termos de eficiência, custo ou impacto ambiental. Uma alternativa promissora consiste em usar enzimas, estes catalisadores biológicos capazes de transformar especificamente certos poluentes.
No entanto, a sua implementação enfrenta um grande desafio: muitos COV são hidrofóbicos, ou seja, dissolvem-se mal em água, o meio no qual as enzimas estão ativas e do qual precisam para sobreviver. Torna-se então difícil fazer com que os poluentes e as enzimas interajam eficazmente, a menos que se consiga fazer uma ponte entre estes dois mundos.
Foi isso que cientistas do Instituto de Ciências Químicas de Rennes (CNRS/Universidade de Rennes/ENSCR/INSA Rennes) acabaram de realizar, em colaboração com parceiros internacionais (Universidade de Khalifa, Emirados Árabes Unidos). A primeira etapa, perfeitamente dominada, consiste em transferir os COV do ar para uma fase orgânica líquida para a qual eles apresentam afinidade.
Os cientistas desenvolveram então uma membrana original (Janus) que servirá de interface entre os dois meios não miscíveis: face hidrofóbica, a fase orgânica contendo os poluentes a eliminar, e enxertadas na face hidrofílica, as enzimas suscetíveis de os eliminar (Figura). Este dispositivo permite assim colocar em contacto os COV presentes na fase orgânica e as enzimas, sem ter de misturar as duas fases.
Testado no fenol, um poluente modelo comum, este sistema de membrana enzimática elimina até 74% dele em dez horas. Outra vantagem: as enzimas imobilizadas na membrana podem ser reutilizadas em vários ciclos, o que melhora consideravelmente a durabilidade do processo. Os cientistas também mostraram que a estrutura da membrana favorece a transferência de poluentes entre as duas fases, mantendo a sua separação, uma condição essencial para garantir a eficácia do dispositivo.
Este estudo mostra o potencial das membranas Janus como reatores enzimáticos para o tratamento de COV hidrofóbicos. Combinando captura e degradação de poluentes no mesmo dispositivo, esta abordagem abre caminho para processos mais compactos, seletivos e respeitadores do ambiente.
Redator: Christophe CARTIER DIT MOULIN
Fonte: CNRS INC