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
Play
Current Time 0:00
/
Duration Time 0:00
Remaining Time -0:00
Stream Type LIVE
Loaded: 0%
Progress: 0%
00:00
Fullscreen
00:00
Mute
Playback Rate
1
    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

    Kalendarium

    Więcej ważnych informacji

    Jedynka Newserii

    Jedynka Newserii

    Polityka

    Projekt unijnego budżetu po 2027 roku będzie przedstawiony w lipcu. Polska może odegrać istotną rolę w pracach nad nim

    Polska prezydencja zbiegła się z rozpoczęciem rozmów na temat wieloletnich unijnych ram finansowych (WRF), które określą cele i priorytety wydatków UE na lata 2028–2034. Projekt budżetu ma być gotowy w lipcu, a potem rozpoczną się negocjacje między instytucjami unijnymi. Polska może odegrać istotną rolę w pracach nad WRF, dlatego to od naszego kraju swoje konsultacje rozpoczęli europarlamentarzyści, którzy są współsprawozdawcami PE ds. wieloletniego budżetu Unii Europejskiej.

    Prawo

    Przedsiębiorcy czują się pomijani w pracach nad przepisami. Narzekają na zawrotne tempo prac legislacyjnych

    W ubiegłym roku uchwalono 14 tys. stron nowego prawa. To wynik o 59 proc. niższy niż rok wcześniej – wynika z „Barometru prawa” Grant Thornton. Eksperci wskazują, że nie przekłada się to jednak na jakość nowych przepisów. Tempo prac regulacyjnych przyspiesza, a konsultacje publiczne rzadko są transparentne. Przedsiębiorcy czują się pomijani w procesie konsultacji i zaskakiwani nagłymi zmianami w prawie.

    Konsument

    Alkohol najbardziej rozpowszechnioną substancją psychoaktywną u młodzieży. Coraz większa popularność e-papierosów

    Niemal trzy czwarte uczniów w wieku 15–16 lat już sięgnęło po alkohol. Jak wynika z badania ESPAD 2024, to wciąż najbardziej wśród młodzieży rozpowszechniona substancja psychoaktywna. W ostatnich 20 latach o ponad 20 pp. spadł odsetek nastolatków palących papierosy, ale prawie 70 proc. 17–18-latków przyznaje, że sięgnęło w swoim życiu po e-papierosa. Eksperci wskazują na potrzebę nie tylko bardziej restrykcyjnego ograniczania dostępności tych produktów dla młodych ludzi, ale też o działania na rzecz edukacji zdrowotnej i kompleksowego podejścia do profilaktyki i leczenia uzależnień, bez podziału na poszczególne grupy substancji.

    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.

    Nasza strona używa cookies między innymi w celu gromadzenia statystyk oraz prawidłowego funkcjonowania serwisu. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień Twojej przegladarki oznacza, że ciasteczka będa zapisywane na Twoim urządzeniu. Pamietaj, że zawsze możesz zmienić te ustawienia. Kliknij tutaj aby zamknąć