211service.com
Oprensning af vand med nanomagneter
Det kan virke som en usandsynlig måde at rense drikkevand på, men forskere ved Rice University i Houston har fundet ud af, at nanopartikler af rust kan bruges til at fjerne arsen med en simpel bølge af en magnet.
Magnetiske nanopartikler af rust (illustreret her i rødt og orange) har en tendens til at binde sig til arsen. Forskere i Texas mener, at disse egenskaber gør dem ideelle til at fjerne arsen fra forurenet brøndvand ved hjælp af lidt mere end en magnet. (Kredit: CBEN Rice University)
Arsen klæber til rust, siger Vicki Colvin , en kemiker ved Rice's Center for Biologisk og Miljømæssig Nanoteknologi. Og da rust i det væsentlige er jernoxid, har den en tendens til at være magnetisk, så den kan trækkes tilbage ud af vandet ved hjælp af en lavenergimagnet.
Teknikken lover meget for behandlingen af millioner af brønde, der i øjeblikket menes at være forurenet med farlige niveauer af arsen, siger Colvin.
Faktisk, ifølge Verdensbanken, er næsten 65 millioner mennesker i fare for arsen-relaterede sundhedsproblemer, hovedsageligt på grund af forurenede brønde. Situationen er så alvorlig, at den har ført til oprettelsen af en pengepræmie på $1 million, kaldet Grainger udfordring , tildeles den, der kommer med en praktisk løsning til at fjerne arsen fra brønde i fattige lande.
Det er ikke kun et problem i udviklingslande, siger Proctor Reid, direktør for programmer på National Academy of Engineering , i Washington, D.C., som oprettede Grainger Challenge. Der er endda arsen-forurenede brønde i New Mexico, siger han.
Rust er kendt for sin evne til at binde sig til arsen, siger Scott Fendorf , en jordbundsforsker ved Stanford University. Mange af de eksisterende teknikker er afhængige af jernoxid som rensemiddel, siger han.
Ved at tilføje nanopartikler af rust til vand kan jernoxidet være endnu mere effektivt, og der er ikke behov for dyrt hardware og komplekst maskineri, siger Colvin. Ved at gå småt får du meget overfladeareal, hvilket betyder, at du skal bruge mindre materiale til at behandle indholdet.
Men indtil nu har man troet, at sådanne partikler, som er omkring 10 nanometer i diameter, ville have brug for kraftige elektromagneter til at generere felter, der er stærke nok til at overvinde lokale kræfter, der virker på de små partikler.
Men Colvins team, som offentliggjorde sine resultater i tidsskriftet Videnskab , viser, at selv laveffektmagneter kan gøre tricket. Partiklerne interagerer magnetisk, forklarer hun. Dette giver dem mulighed for at opføre sig, i det mindste magnetisk, som en større magnet og derfor blive påvirket som en.
Colvin og kolleger gentog derefter deres eksperiment, denne gang med arsen-forurenet vand. De fandt ud af, at når nanopartiklerne blev fjernet, blev arsenniveauerne i vandet reduceret til niveauer et godt stykke under dem, der blev anset for sikre af Environmental Protection Agency.
En række forskellige teknikker, lige fra centrifuger til filtreringssystemer, bruges i øjeblikket til at fjerne arsen. I betragtning af, at arsen-saneringsteknologierne ofte skal indsættes i fjerntliggende områder med begrænset adgang til strøm, er det vigtigt, at de er så enkle som muligt og ikke kræver elektricitet, siger Reid.
Risteknikken kunne give en langt mere praktisk tilgang. Mens Colvins eksperimenter brugte relativt dyre nanopartikler, er hun overbevist om, at ultrasmå rustpartikler nemt og billigt kan genereres. Hvad angår magneterne, kan disse gendannes fra harddiskene på gamle computere, hvoraf mange ender i Sydøstasien, siger hun.
Det er et fremskridt for vandbehandling generelt, siger Fendorf. Men at tørre arsenet op er kun en del af problemet, siger han. Et stort spørgsmål er tilbage, hvad man skal gøre med arsenet, når det først er fjernet fra vandet. Det forbliver trods alt en sundhedsfare.