211service.com
Čištění vody pomocí nanomagnetů
Může se to zdát nepravděpodobný způsob, jak vyčistit pitnou vodu, ale vědci z Rice University v Houstonu zjistili, že nanočástice rzi lze použít k odstranění arsenu jednoduchým mávnutím magnetu.
Magnetické nanočástice rzi (zde znázorněny červenou a oranžovou barvou) mají tendenci se vázat na arsen. Vědci z Texasu se domnívají, že tyto vlastnosti je činí ideálními pro odstraňování arsenu z kontaminované studniční vody pomocí o něco více než magnetu. (Kredit: CBEN Rice University)
Arsen se lepí na rez, říká Vicki Colvinová , chemik z Riceova centra pro biologické a environmentální nanotechnologie. A protože rez je v podstatě oxid železa, má tendenci být magnetická, takže ji lze vytáhnout zpět z vody pomocí nízkovýkonného magnetu.
Tato technika je velkým příslibem pro léčbu milionů studní, o kterých se v současnosti předpokládá, že jsou kontaminovány nebezpečnými hladinami arsenu, říká Colvin.
Podle Světové banky je skutečně téměř 65 milionů lidí ohroženo zdravotními problémy souvisejícími s arsenem, převážně kvůli kontaminovaným studním. Situace je tak zoufalá, že vedla k vytvoření peněžní odměny ve výši 1 milion dolarů, tzv Graingerova výzva , kterou získá ten, kdo přijde s praktickým řešením odstraňování arsenu ze studní v chudých zemích.
Není to jen problém v rozvojových zemích, říká Proctor Reid, ředitel programů v Národní akademie inženýrství , ve Washingtonu, DC, který připravil Grainger Challenge. V Novém Mexiku jsou dokonce studny kontaminované arsenem, říká.
Rez je známá svou schopností vázat se na arsen, říká Scott Fendorf , pedolog ze Stanfordské univerzity. Mnoho ze stávajících technik se spoléhá na oxid železa jako zachycovač, říká.
Přidáním nanočástic rzi do vody může být oxid železa ještě účinnější a není potřeba drahého hardwaru a složitého strojního vybavení, říká Colvin. Zmenšením získáte velkou plochu, což znamená, že k ošetření obsahu potřebujete méně materiálu.
Doposud se však předpokládalo, že takové částice, které mají průměr kolem 10 nanometrů, budou potřebovat výkonné elektromagnety, aby vytvořily pole dostatečně silná, aby překonala místní síly působící na malé částice.
Ale Colvinův tým, který své výsledky zveřejnil v časopise Věda , ukazuje, že i magnety s nízkou spotřebou energie mohou stačit. Částice magneticky interagují, vysvětluje. To jim umožňuje chovat se, alespoň magneticky, jako větší magnet, a proto být jako magnet ovlivňovány.
Colvin a kolegové poté svůj experiment zopakovali, tentokrát s vodou kontaminovanou arsenem. Zjistili, že když byly nanočástice odstraněny, hladiny arsenu ve vodě byly sníženy na úrovně hluboko pod úrovně, které Agentura pro ochranu životního prostředí považuje za bezpečné.
K odstranění arsenu se v současnosti používá řada různých technik, od odstředivek až po filtrační systémy. Vzhledem k tomu, že technologie sanace arsenu je často nutné nasadit ve vzdálených oblastech s omezeným přístupem k energii, je důležité, aby byly co nejjednodušší a nevyžadovaly žádnou elektřinu, říká Reid.
Riceova technika by mohla poskytnout mnohem praktičtější přístup. Zatímco Colvinovy experimenty používaly relativně drahé nanočástice, je přesvědčena, že ultra malé částice rzi lze snadno a levně generovat. Pokud jde o magnety, ty lze získat z pevných disků starých počítačů, z nichž mnohé končí v jihovýchodní Asii, říká.
To je pokrok pro úpravu vody obecně, říká Fendorf. Ale čištění arsenu je jen část problému, říká. Velkou otázkou zůstává, co dělat s arsenem, jakmile bude odstraněn z vody. Koneckonců, zůstává to zdravotní riziko.