Tak zgubny wpływ mają popularnie stosowane w przemyśle związki chemiczne, które działają podobnie jak syntetyczne hormony – związki endokrynne (z ang. endocrine disruptors coumpounds - EDCs). Są to substancje aktywne oddziałujące na układ hormonalny organizmów, wywołując w konsekwencji niekorzystne zmiany w wielu narządach i układach ludzi oraz zwierząt.
Substancje zakłócające prawidłowe działanie układu dokrewnego są składnikami wielu farmaceutyków, środków higieny osobistej, kosmetyków, detergentów czy nawet żywności. Powszechność ich używania w życiu codziennym powoduje, że bez przeszkód trafiają do ścieków. Grozi to ich kumulacją i wystąpieniem nieodwracalnych zmian w przyrodzie, powodując istotne zmiany w budowie genitaliów męskich oraz kłopoty z reprodukcją. Co gorsza, spektrum działania jest bardzo szerokie. Związki te mogą naśladować działanie estrogenów - kobiecych hormonów, lub też blokować działanie androgenów - hormonów męskich. Czy zatem w przyszłości świat opanują kobiety?
Niestety nie tylko dorośli, ale także nienarodzone dzieci są wysoce narażone. Przykładem może być niedawne odkrycie związku z grupy EDCs - bisfenolu A w matczynym i płodowym osoczu, tkance łożyskowej i w mleku karmiących matek. A niestety może on się znajdować w opakowaniach żywności, kubeczkach jednorazowych, puszkach czy na paragonach fiskalnych. Badania środowiskowe jasno pokazują, że narażenie na związki hormonalnie czynne powodowały u niektórych zwierząt hermafrodytyzm. Wykształcały się u nich zarówno jądra, jak i jajniki. Skutki niepożądanego działania EDCs mogą być bardziej niebezpieczne dla całej populacji, niż dla konkretnych jednostek. Zatem płodność mężczyzn jest zależna od zanieczyszczenia środowiska naturalnego. Niewielkie ilości związków estrogennych zostały wykryte w wodzie powierzchniowej, gruntowej, osadzie dennym, wodzie przeznaczonej do konsumpcji. EDCs wykazują aktywność estrogenną przy bardzo niskich stężeniach (ppt, ppb), co powoduje iż konwencjonalne metody oczyszczania ścieków nie są efektywne. Dlatego jedynym sposobem na usunięcie tych szkodliwych zanieczyszczeń z wody jest zastosowanie nowoczesnych technik ich degradacji. W świecie nauki istotne jest zatem odkrycie efektywnych metod usuwania tych związków ze środowiska wodnego. Obecnie trwają badania nad metodami fotochemicznymi w których z powodzeniem wykorzystywana jest utleniająca zdolność promieniowania słonecznego, a także reaktywnych form tlenu znacznie wydajniejszych niż tlen cząsteczkowy.
Zielone światło dla tlenu
Tlen ma rzadko spotykaną budowę elektronową, to właśnie ta niezwykła konfiguracja elektronowa powoduje, że tlen cząsteczkowy jest znacznie mniej reaktywny, niż można by się było spodziewać nie wiedząc o trypletowym stanie jego cząsteczek. Reaktywność tlenu cząsteczkowego – trypletu jest ograniczona tylko do podobnej budowy molekuł, również trypletów. Zatem tlen mógłby wejść w reakcje tylko z cząsteczką mającą również dwa niesparowane elektrony, jednak w rzeczywistości prawie wszystkie trwałe cząsteczki w stanie podstawowym mają antyrównoległe orientacje spinów elektronów wiążących – są one więc singletami.
Znacznie bardziej reaktywną chemicznie formą tlenu cząsteczkowego jest tlen singletowy powstający w wyniku wzbudzenia cząsteczek tlenu w procesie fotosensybilizacji.
Ta proekologiczna metoda wykorzystująca jako pośrednik - fotosensybilizator absorbujący światło widzialne jest prosta i ekonomiczna dając możliwość użycia tlenu z powietrza i energii światła słonecznego. Rozkład przy zastosowaniu fotosensybilizowanego utleniania prowadzi do powstania związków hydrofilowych bardziej podatnych na biodegradację, można więc pokusić się o zastosowanie metody fotorozkład - biorozkład, co obniży koszty procesu. Dodatkowo niekwestionowaną zaletą jest wysoce bakteriobójcza aktywność tlenu singletowego, co znalazło zastosowanie w dezynfekcji.
W praktyce należałoby jeszcze wziąć pod uwagę koszty wykorzystanych fotosensybilizatorów oraz możliwość ich powtórnego wykorzystania przy wykorzystaniu unieruchomionego sensybilizatora na stałym podłożu. Opracowanie możliwości unieruchomienia fotosensybilizatora na łatwym do usunięcia z wody nośniku z zachowaniem wysokiej skuteczności procesu fotosensybilizacji daje dużą nadzieję i mobilizację do dalszej pracy nad poprawą jakości mocno zdewastowanego środowiska wodnego.
Profesor w Katedrze Inżynierii Molekularnej Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska PŁ.
