Nowy system oczyszczania wody pitnej może okazać się pomocny dla regionów dotkniętych jej niedoborami

Nowy system oczyszczania wody pitnej może okazać się pomocny dla regionów dotkniętych jej niedoborami
Pixabay / @ moritz320

Na Uniwersytecie Illinois opracowana została innowacyjna metoda chemicznego uzdatniania wody pitnej. Dzięki niej można nie tylko skutecznie oczyszczać ścieki, ale też odsalać wodę i to przy niewielkim zużyciu energii. Naukowcy są zdania, że ich odkrycie może pomóc w uzdatnianiu wody, szczególnie w regionach, w których potrzebne jest energooszczędne i niedrogie odsalanie.

Dotychczas znane metody odsalania wody wiązały się z dużym zużyciem energii, a co za tym idzie – wysokimi kosztami. Sytuację komplikowała konieczność usunięcia z wody zanieczyszczeń i związków organicznych zagrażających zdrowiu konsumentów. Naukowcy z Uniwersytetu Illinois oparli swoją metodę na znanej, lecz kosztownej elektrodializie w udoskonalonej wersji. Wykorzystali zjawisko chemiczne zwane reakcją redoks (utleniania i redukcji), dzięki któremu można osiągnąć ten sam stopień separacji soli przy zużyciu o niemal 90% energii mniej. Ze względu na niskie zapotrzebowanie na energię metoda ta może być wykorzystana w panelach słonecznych, co może mieć duże znaczenie w regionach, w których panuje gorący klimat oraz w których potrzebne jest tanie i energooszczędne uzdatnianie wody.

Występowanie zanieczyszczeń organicznych w wodzie morskiej lub rzecznej stanowi poważne wyzwanie w kontekście wytwarzania wody pitnej za pomocą konwencjonalnych, zintegrowanych, membranowych systemów elektrochemicznych głównie ze względu na wzrost ryzyka zanieczyszczenia. Dlatego zajęliśmy się opracowaniem nowego systemu elektrodializy polimerów zależnej od reakcji redoks. W celu oczyszczania z rozmaitych związków nieorganicznych i organicznych zastąpiliśmy membrany jonowymienne efektywnymi kosztowo i skutecznymi membranami nanofiltracyjnymi. Aby użyć membran o dużej wielkości porów, stworzyliśmy rozpuszczalne w wodzie kopolimery redoksowe, dzięki którym mogą zachodzić odwracalne reakcje redoks w celu ciągłego oddzielania związków naładowanych.

wyjaśnia Nayeong Kim z Wydziału Inżynierii Chemicznej i Biomolekularnej i Beckman Institute na Uniwersytecie Illinois

Dotychczasowe eksperymenty wykazały, że ta metoda może skutecznie oczyszczać ścieki i odsalać wodę. Zastąpienie drogich membran jonowymiennych, które stanowią zwykle największy koszt w elektrodializie, czyni to rozwiązanie znacznie tańszym.

Nasz system może skutecznie oczyścić wodę z różnego rodzaju naładowanych związków: od związków jonowych, takich jak chlorki, siarczki i azotany, po związki organiczne, m.in. grupy karboksylowe i potencjalne zanieczyszczenia, takie jak PFAS (substancje per- i polifluoroalkilowe).

zapewnia badaczka

Dotychczas naukowcy testowali swoją metodę na próbkach o pojemności kilku litrów, ale chcą rozszerzyć testy na większe zbiorniki.

Te obiecujące wyniki tworzą podstawy do zastosowań praktycznych tego rozwiązania w niedalekiej przyszłości. Ponadto, biorąc pod uwagę podobieństwa między naszymi systemami i już wprowadzonymi na rynek systemami elektrodializy, uważamy, że komercjalizacja naszego systemu może się wiązać z mniejszymi barierami niż pozostałe nowo opracowane technologie. Obecnie zajmujemy się dalszymi badaniami konstrukcji modułowych i możliwości stosowania naszego systemu na szeroką skalę, więc oczekujemy wdrożenia naszego systemu w bardzo niedługim czasie.

zapowiada Nayeong Kim

Problem z dostępem do wody pitnej nie dotyczy jedynie najbiedniejszych krajów świata. Według szacunków ONZ w ciągu najbliższej dekady dostępność czystej i bezpiecznej wody pitnej może spaść o 40%. Do 2050 roku zapotrzebowanie na wodę wzrośnie dwukrotnie, a ponad połowa światowej populacji będzie zagrożona jej deficytem.

Niedobór wody, szczególnie pitnej, stał się poważnym problemem globalnym. Połączenie takich czynników jak wzrost liczby ludności, rozwój gospodarczy i zmiany zwyczajów żywieniowych w kierunku zwiększonego spożycia produktów pochodzenia zwierzęcego doprowadziło do ciągłego wzrostu zapotrzebowania na wodę i w konsekwencji do nadwerężenia zasobów wody. Na podstawie kilku źródeł danych statystycznych 2/3 populacji na świecie doświadcza obecnie poważnych niedoborów wody przez co najmniej miesiąc w skali roku, a około 500 mln osób mierzy się z niedoborem wody przez cały rok. W wielu zbiornikach wodnych zlokalizowanych na obszarach stepowych w Azji i na Bliskim Wschodzie obserwuje się gwałtowny spadek poziomu wody gruntowej.

podsumowuje badaczka z Uniwersytetu Illinois w Urbana-Champaign

źródło: newseria.pl

Zagrożenia ekologiczne – dodatkowe informacje:

definicje, teorie, hipotezy, zjawiska:
antropocen, bezpieczeństwo ekologiczne, biologiczny potencjał Ziemi do regeneracji (biocapacity), ekobójstwo (ekocyd), ekoterroryzm, globalne zagrożenia ekologiczne, granice planetarne, hipoteza wypadających nitów (rivet popping), katastrofy i klęski ekologiczne, katastrofy ekologiczne na świecie, klęski żywiołowe, masowe wymieranie, monokultura, komodyfikacja żywności (utowarowanie), plastisfera (plastisphere), przeludnienie, syndrom przesuwającego sią punktu odniesienia, szóste masowe wymieranie (szósta katastrofa), tragedia wspólnego pastwiska, utrata bioróżnorodności, zielony anarchizm, zjawisko przedniej szyby

degradacja środowiska:
akwakultura, betonoza (betonowanie miast), choroby odzwierzęce, górnictwo morskie, hodowla zwierząt, melioracja, monokultura, niszczenie siedlisk, przełownie, przemysł wydobywczy, przyłów, rolnictwo, spadek liczebności owadów, turystyka masowa, wylesianie (deforestacja), wypalanie traw

ozon i ozonosfera (warstwa ozonowa):
dziura ozonowa, freon (CFC)

zanieczyszczenie środowiska:
bisfenol A (BPA), eutrofizacja, farmaceutyki, handel emisjami zanieczyszczeń, kwaśny deszcz, mikroplastik, martwe strefy, nanoplastik, neonikotynoidy, odpady niebezpieczne, pestycydy, polichlorowane bifenyle (PCB), przemysł tekstylny (włókienniczy). sieci widma, sinice, składowiska odpadów (wysypiska śmieci), smog, sól drogowa, sztuczne ognie (fajerwerki, petardy), tworzywa sztuczne (plastik), Wielka Pacyficzna Plama Śmieci, wycieki ropy naftowej, zakwaszenie wód (rzek, jezior, mórz i oceanów), zanieczyszczenie gleby, zanieczyszczenie hałasem, zanieczyszczenie powietrza, zanieczyszczenie światłem, zanieczyszczenie wody

zmiany klimatu (kryzys klimatyczny):
blaknięcie (bielenie) raf koralowych, denializm klimatyczny (zaprzeczanie globalnemu ociepleniu), efekt cieplarniany, ekstremalne zjawiska, gazy cieplarniane, globalne ocieplenie, kryzys wodny, miejska wyspa ciepła (MWC), migracje gatunków, nawałnice, ocieplenie oceanu, wzrost poziomu mórz i oceanów, podtopienie, powódź, pożar lasu, przyducha, pustynnienie, susza, topnienie lodowców i lądolodów, topnienie lodu morskiego, trąba powietrzna, upał

klęski i katastrofy ekologiczne:
katastrofy jądrowe (nuklearne), katastrofy przemysłowe, największe katastrofy ekologiczne na świecie, największe katastrofy ekologiczne w Polsce, wycieki ropy naftowej

Czerwona księga gatunków zagrożonych, Czerwona Lista IUCN (The IUCN Red List):
gatunek wymarły (extinct EX), gatunek wymarły na wolności (extinct in the wild EW), gatunek krytycznie zagrożony (critically endangered CR), gatunek zagrożony (endangered EN), gatunek narażony gatunek wysokiego ryzyka (vulnerable VU), gatunek bliski zagrożenia (near threatened NT), gatunek najmniejszej troski (least concern LC)
Polska czerwona księga roślin, Polska czerwona księga zwierząt
gatunek inwazyjny (inwazyjny gatunek obcy IGO)

Poruszający i inspirujący do działania apel Davida Attenborough

Wiedza ekologiczna – dodatkowe informacje:
aforyzmy ekologiczne, biblioteka ekologa, biblioteka młodego ekologa, ekoprognoza, encyklopedia ekologiczna, hasła ekologiczne, hasztagi (hashtagi) ekologiczne, kalendarium wydarzeń ekologicznych, kalendarz ekologiczny, klęski i katastrofy ekologiczne, największe katastrofy ekologiczne na świecie, międzynarodowe organizacje ekologiczne, podcasty ekologiczne, poradniki ekologiczne, (nie) tęgie głowy czy też (nie) najtęższe umysły, znaki i oznaczenia ekologiczne

Dziękuję, że przeczytałaś/eś powyższe informacje do końca. Jeśli cenisz sobie zamieszczane przez portal treści zapraszam do wsparcia serwisu poprzez Patronite.

Możesz również wypić ze mną wirtualną kawę! Dorzucasz się w ten sposób do kosztów prowadzenia portalu, a co ważniejsze, dajesz mi sygnał do dalszego działania. Nad każdym artykułem pracuję zwykle do późna, więc dobra, mocna kawa wcale nie jest taka zła ;-)

Zapisz się na Newsletter i otrzymuj email z ekowiadomościami. Dodatkowo dostaniesz dostęp do specjalnego działu na stronie portalu, gdzie pojawiają się darmowe materiały do pobrania i wykorzystania. Poradniki i przewodniki, praktyczne zestawienia, podsumowania, wzory, karty prac, checklisty i ściągi. Wszystko czego potrzebujesz do skutecznej i zielonej rewolucji w twoim życiu. Zapisz się do Newslettera i zacznij zmieniać świat na lepsze.

Chcesz podzielić się ciekawym newsem lub zaproponować temat? Skontaktuj się pisząc maila na adres: informacje@wlaczoszczedzanie.pl

Więcej ciekawych informacji znajdziesz na stronie głównej portalu Włącz oszczędzanie

Scroll to Top