Neue Methode zum Abbau von Pestiziden entdeckt

Landwirtschaft

Eine Nachwuchswissenschaftlerin am Institut für Umwelt- und Verfahrenstechnik der University of New South Wales (UNSW) in Sydney hat eine einfache chemische Reaktion entdeckt, mit der der Abbau von Pestiziden und die Aufbereitung von verunreinigtem Wasser revolutioniert werden könnten. Bei diesem chemischen Prozess korrodieren, ähnlich wie beim Verrosten, winzig kleine Eisenteilchen in Wasser. Dieser Vorgang könnte beim Abbau von Pestiziden und Abfallstoffen der chemischen Industrie und bei der Reinigung von verschmutztem Wasser Verwendung finden.

Research-Studentin Sung Hee Joo 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.

Die Ergebnisse von Sung Hee Joos Arbeit sind soeben in einem gemeinsam mit ihren Betreuern Professor David Waite und Dr. Andrew Feitz verfassten Artikel in der Zeitschrift Environmental Science and Technology erschienen. "Joos Entdeckung kam überraschend," so Professor 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 Professor 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.