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
- 2024-07-03: Firmy budowlane wyczekują na harmonogram największych krajowych inwestycji. Problemem mogą być terminy i brak rąk do pracy
- 2024-07-19: Nie tylko Zielony, ale też Niebieski Ład. UE intensyfikuje wysiłki na rzecz ochrony zasobów wodnych
- 2024-04-24: 72 proc. firm IT planuje podwyżki. W branży wciąż ogromna jest różnica w wynagrodzeniach kobiet i mężczyzn
- 2024-04-15: Piotr Zelt: Zmiany klimatyczne nabrały już gigantycznego rozpędu. Na każdym kroku trzeba pamiętać o segregacji śmieci, oszczędzaniu wody i recyklingu ubrań
- 2024-02-22: Niedopałki papierosów powodują co roku 20 mld dol. strat w ekosystemach wodnych. Potrzeba większej odpowiedzialności branży tytoniowej za ten problem
- 2024-01-25: Kobiet w branży technologii i IT wciąż za mało. Ich aktywizacja mogłaby zapewnić spore korzyści im samym, firmom i gospodarce
- 2024-01-03: Kolejny wzrost płacy minimalnej dużym wyzwaniem dla firm. Większość z nich planuje podwyżki także dla pozostałych pracowników, ale w mniejszej skali
- 2023-11-23: Są kolejne dowody na to, że Mars był planetą pełną rzek. Wciąż nie wiadomo jednak, czy istniało na niej życie
- 2023-11-15: Saturatory pozwalają w ciągu czterech lat zaoszczędzić niemal 1,8 tys. jednorazowych, plastikowych butelek. Po rozwiązania zero waste sięga coraz więcej Polaków
- 2023-11-07: Odzyskiwanie wody z mgły szansą dla obszarów zmagających się z jej niedoborami. Innowacyjna metoda pozwoli także usuwać z wody zanieczyszczenia
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii
Jedynka Newserii
Handel
Polskie firmy z szansą na zdobycie azjatyckich rynków. Mogą otrzymać wsparcie na promocję podczas Expo 2025 w Osace
W 2025 roku w japońskiej Osace odbędzie się Wystawa Światowa Expo 2025. Udział w niej, a także towarzyszących imprezie wydarzeniach i targach to dla polskich firm szansa na wzrost rozpoznawalności swoich marek za granicą, a w konsekwencji na rozwój ich potencjału eksportowego. Expo 2025 będzie się koncentrowało na innowacjach służących zrównoważonemu rozwojowi. PARP, który jest partnerem wydarzenia w Polsce, do 26 września br. czeka na wnioski firm zainteresowanych udziałem w wydarzeniu i ekspansją na azjatyckie rynki. W ramach programu mogą one otrzymać wsparcie na udział w targach, na misje wyjazdowe i kampanie promocyjne przed i po zakończeniu Expo. Nabór finansowany jest z Funduszy Europejskich dla Nowoczesnej Gospodarki 2021–2027
Polityka
Rośnie ryzyko wybuchu epidemii w Strefie Gazy. Brakuje czystej wody, kanalizacji i toalet, a w zniszczonej enklawie wykryto polio
W Strefie Gazy brakuje praktycznie wszystkiego – od żywności i wody po podstawowe leki – ale najgorsze może dopiero nadejść – alarmuje Polska Akcja Humanitarna. – Kilka dni temu w wodzie w Strefie Gazy znaleziono polio typu 2. Ta woda jest bardzo zanieczyszczona, infrastruktura wodno-sanitarna na tym terenie tak naprawdę już nie istnieje. Na dodatek od dziewięciu miesięcy dzieci nie są szczepione, ponieważ nie ma warunków, żeby to zrobić, więc istnieje bardzo duże zagrożenie wybuchu epidemii – mówi Magdalena Foremska z PAH. W odpowiedzi na kryzys organizacja uruchomiła duże projekty pomocowe, które mają zapewnić żywność i opiekę medyczną w Strefie Gazy i na Zachodnim Brzegu.
IT i technologie
Gminy potrzebują inwestycji w cyberbezpieczeństwo. Eksperci widzą duże ryzyka wynikające z zaniedbań
Dane gromadzone przez jednostki samorządu terytorialnego mogą być bardzo niebezpiecznym narzędziem w rękach przestępców. Wykradzione mogą posłużyć do fałszowania tożsamości człowieka. Tymczasem poziom inwestycji w cyberbezpieczeństwo jest w gminach niski, a liczba ataków hakerskich na nie stale rośnie. Eksperci czekają na pozytywne skutki rządowego programu Cyberbezpieczny Samorząd. W jego ramach 1,5 mld zł trafi na inwestycje w poprawę bezpieczeństwa cybernetycznego samorządów: zarówno na poziomie sprzętu i oprogramowania, jak i kompetencji oraz procedur.
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.