Newsy

Nowy system oczyszczania wody może być ratunkiem dla regionów dotkniętych niedoborami wody pitnej. Rozwiązanie ma być ekonomiczne i energooszczędne

2023-09-01  |  06:00
Mówi:Nayeong Kim
Firma:Wydział Inżynierii Chemicznej i Biomolekularnej, Uniwersytet Illinois w Urbana-Champaign
  • MP4
  • 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 proc. 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 w rozmowie z agencją Newseria Innowacje 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 – red.] ­– 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 proc. 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 – mówi badaczka z Uniwersytetu Illinois w Urbana-Champaign.

    Niedawno, w związku ze spadającym poziomem wód gruntowych, w obliczu problemów z niedoborem wody pitnej stanęły Berlin i Brandenburgia, które rozważają odsalanie wody z Morza Bałtyckiego. 

    Czytaj także

    Więcej ważnych informacji

    Jedynka Newserii

    Jedynka Newserii

    Kongres Profesjonalistów Public Relations

    Problemy społeczne

    Ślązacy wciąż nie są uznani za mniejszość etniczną. Temat języka śląskiego wraca do debaty publicznej i prac parlamentarnych

    W Polsce 600 tys. osób deklaruje narodowość śląską, a 460 tys. mówi po śląsku. Kwestia uznania etnolektu śląskiego za język regionalny od lat wzbudza żywe dyskusje. Zwolennicy zmiany statusu języka śląskiego najbliżej celu byli w 2024 roku, ale nowelizację ustawy o mniejszościach narodowych i etnicznych zablokowało prezydenckie weto. Ostatnio problem wybrzmiał podczas debaty w Parlamencie Europejskim, ale zdaniem Łukasza Kohuta z PO na forum UE również trudna jest walka o prawa mniejszości etnicznych i językowych.

    Transport

    Polacy z niejednoznacznymi opiniami na temat autonomicznych pojazdów. Wiedzą o korzyściach, ale zgłaszają też obawy

    Polacy widzą w pojazdach autonomicznych szansę na poprawę bezpieczeństwa na drogach i zwiększenie mobilności osób starszych czy z niepełnosprawnościami. Jednocześnie rozwojowi technologii AV towarzyszą obawy, m.in. o utratę kontroli nad pojazdem czy o większą awaryjność niż w przypadku tradycyjnych aut – wynika z prowadzonych przez Łukasiewicz – PIMOT badań na temat akceptacji społecznej dla AV. Te obawy wskazują, że rozwojowi technologii powinna także towarzyszyć edukacja, zarówno kierowców, jak i pasażerów. Eksperci mówią także o konieczności transparentnego informowania o możliwościach i ograniczeniach AV.

    Prawo

    70 proc. Polaków planuje wyjazd na urlop w sezonie letnim 2025. Do łask wracają wakacje last minute

    Ponad 70 proc. Polaków planuje wyjechać na urlop w sezonie letnim, czyli między końcem czerwca a końcem września – wynika z badania Polskiej Organizacji Turystycznej. 35 proc. zamierza wyjechać tylko raz, a 30 proc. – co najmniej dwa razy. Z grupy wyjeżdżających jedna trzecia wybierze się na wyjazd zagraniczny. Jak wskazuje Katarzyna Turosieńska z Polskiej Izby Turystyki, po kilku latach ponownie do łask wracają oferty last minute, a zagraniczne kierunki pozostają niezmienne – prym wiodą m.in. Grecja, Tunezja, Egipt czy Hiszpania.

    Partner serwisu

    Instytut Monitorowania Mediów

    Szkolenia

    Akademia Newserii

    Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.