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News: Zahnpasta gegen Umweltgifte

Das Trinkwasser der Erde ist bedroht. Fäkalien, Industrieabfälle und andere organische Verunreinigungen erfordern aufwändige und teure Reinigungsmethoden. Doch offenbar geht es auch einfacher, denn Forscher fanden einige Metalloxide, die zusammen mit anderen Metallsalzen und mithilfe des Sonnenlichts toxische Substanzen im Wasser abbauen.
Wasser ist die wichtigste Verbindung für alles Leben auf der Erde und damit ein Gut, das es zu schützen gilt. Es mag zwar auf einer Welt, deren Oberfläche zu gut zwei Dritteln von Ozeanen bedeckt ist, paradox anmuten, aber das kostbare Nass wird zusehends knapp. Denn nicht nur in ausgeprägten Trockengebieten ist das Trinkwasser gefährdet, gerade auch in Industrieländern wie Deutschland sind umfangreiche Maßnahmen nötig, um die Versorgung zu gewährleisten. Denn schließlich müssen schädliche Substanzen, die in großen Mengen durch Industrie und Haushalt ins Abwasser gelangen, aufwändig wieder entfernt werden.

Zwar lassen sich organische Rückstände wie Bakterien im Abwasser und krebserregende Stoffe wie polychlorierte Biphenyle (PCB) und Dioxine teilweise mit Ozon und intensivem ultraviolettem Licht zerstören. Das ist im Allgemeinen jedoch teuer, sodass man händeringend nach anderen, günstigeren Alternativen sucht. Als recht vielversprechend hat sich dabei das Titandioxid herausgestellt – eine Verbindung, die in jeder Zahnpasta enthalten und auch Grundbestandteil weißer Farbe ist.

Dieses Metalloxid oxidiert nämlich organische Verbindungen, wenn man es mit UV-Licht dazu anregt, und lässt von den gefährlichen Molekülen im Idealfall nur noch Kohlendioxid zurück. Allerdings strahlt nur drei Prozent des Sonnenlichts im UV-Bereich, sodass die natürliche Lichtquelle kaum ausreicht.

Christian Lettmann, Heike Hinrichs und Wilhelm Maier von der Universität des Saarlandes in Saarbrücken vermuteten deshalb, dass vielleicht andere Metalloxide bessere Kandidaten wären, den sichtbaren Teil des Sonnenlichts effektiv für die photokatalytische Oxidation der Schadstoffe zu nutzen. Wolfram- und Zinnoxid teilen beispielsweise einige der Eigenschaften, die Titandioxid zum Photokatalysator machen, aber beide Stoffe allein konnten die in sie gesetzten Erwartungen nicht erfüllen.

Die Forscher gaben jedoch nicht auf und überlegten, dass vielleicht eine Prise weiterer Substanzen, wie beispielsweise Chlor- oder Nitratsalze eines anderen Metalls, dem Metalloxid auf die Sprünge helfen könnte. So probierten die Chemiker systematisch eine ganze Reihe von potenziell brauchbaren Verbindungen. Dazu entwickelten sie eigens ein mechanisches Verfahren, dass schnell und preisgünstig die aussichtsreichen Substanzen aus den unbrauchbaren herauspickte.

Auf diese Weise stellten die Forscher über 200 Photokatalysatoren her. Dabei überprüfte das Robotersystem jeweils, inwieweit sich die mit Metallsalzen dotierten Titan-, Zinn- und Wolframoxide im Einsatz gegen Chlorophenol, einem PCP- und Dioxin-ähnlichen Molekül, eignen. Wie sich herausstellte, gab es tatsächlich einige brauchbare Kandidaten, welche die Energie des sichtbaren Lichts nutzten, um die in Wasser gelöste Verbindung in Wohlgefallen aufzulösen. Noch geben sich Lettmann, Hinrichs und Maier aber nicht zufrieden, und so hoffen sie, die photokatalytischen Eigenschaften der Stoffe weiter zu verbessern.

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