Mówi: | Nayeong Kim |
Firma: | Wydział Inżynierii Chemicznej i Biomolekularnej, Uniwersytet Illinois w Urbana-Champaign |
Nowy system oczyszczania wody może być ratunkiem dla regionów dotkniętych niedoborami wody pitnej. Rozwiązanie ma być ekonomiczne i energooszczędne
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
- 2025-07-16: Dorota Gardias: Do sklepu czy na działkę najczęściej jeżdżę rowerem. W drodze do pracy ciężko byłoby mi utrzymać fryzurę, a przed kamerą muszę dobrze wyglądać
- 2025-04-28: Migranci mogą być ratunkiem dla polskiego rynku pracy. Pracodawcy chcą uwzględnienia ich potrzeb w strategii migracyjnej
- 2025-04-01: Ponad 2 mld ludzi nie ma dostępu do czystej wody. To pogłębia ubóstwo i nierówności społeczne
- 2025-04-08: Blisko 10 mln Ukraińców nie ma dostępu do wody pitnej lub infrastruktury sanitarnej. Na jej odbudowę potrzeba 11,3 mld dol.
- 2025-03-24: Europa mierzy się z niedoborem kadr. Konieczne inwestycje w edukację i ograniczenie obciążeń dla firm
- 2025-02-12: Młodzi naukowcy przez niskie płace odchodzą z uczelni. To duże zagrożenie dla rozwoju polskiej gospodarki i technologii
- 2024-12-12: Powodzie, susze i zanieczyszczenie rzek to największe zagrożenia wodne dla Polski. Brakuje specjalistów w tej dziedzinie
- 2025-01-15: Susza stała się już corocznym zjawiskiem w Polsce. Lokalne inicjatywy mogą wiele zmienić
- 2025-01-16: Systemy żywnościowe będą się zmieniać w kierunku bardziej zrównoważonym. Transformacja czeka nie tylko rolników
- 2024-11-05: Piotr Zelt: Od dawna weryfikuję swoje nawyki. Gonię też wszystkich z mojego otoczenia, żeby oszczędzali wodę i porządnie segregowali śmieci
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

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
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.