Cercetătorii dezvoltă un mod simplu de a elimina sarea și alte substanțe dizolvate din apa poluată

8 decembrie 2015 la ora 12:00

scoțând

Populația lumii este în continuă creștere. Și cu cât sunt mai mulți oameni, cu atât este mai mare nevoie de apă potabilă curată. Acum, cercetătorii au venit cu o nouă modalitate de a elimina mulți poluanți din apă, inclusiv sarea: ei o elimină.

Oceanele dețin aproximativ 97% din apa Pământului. Conținutul său de sare îl face de băut. Altă apă care este pompată din subteran are deseori minerale dizolvate în ea. Deci, și această apă poate fi de băut (sau cel puțin nu gustoasă). Oamenii de știință au dezvoltat multe metode pentru a elimina impuritățile din apă. Dar aceste metode necesită adesea multă energie. Și asta îi face costisitori.

Educatori și părinți, Înscrieți-vă pentru foaia de înșelăciune

Actualizări săptămânale pentru a vă ajuta să utilizați Știri științifice pentru studenți în mediul de învățare

Dar Martin Bazant și coechipierii săi au venit cu o nouă metodă care ar putea reduce costul. Bazant lucrează la Massachusetts Institute of Technology din Cambridge. Și ca inginer chimist, el folosește chimia pentru a rezolva problemele legate de producția de alimente, combustibili și alte produse. Multe dintre metodele utilizate acum pentru a separa apa dulce de cea sărată utilizează un fel de barieră, cum ar fi un filtru. Aceste bariere sunt deseori concepute pentru a lăsa apa să treacă, dar blochează atomi mai mari, cum ar fi sodiul și clorul. (Aceste două elemente constituie sărurile de masă și cele marine).

În schimb, grupul lui Bazant a creat un sistem care nu utilizează bariere fizice. Se profită de faptul că particulele de sodiu și clor au o sarcină electrică. Particulele încărcate se numesc ioni. Și noul sistem folosește electricitate pentru a direcționa ionii dizolvați în apă într-o anumită direcție. Acest lucru îi separă de un curent de apă proaspătă (nesărată). Echipa lui Bazant și-a publicat rezultatele pe 3 noiembrie în Environmental Science and Technology Letters.

Iată cum funcționează

Echipa MIT împinge apa pe care încearcă să o purifice printr-un material poros. Asta înseamnă că conține multe găuri mici. (Pentru testele sale, echipa a construit un sistem suficient de mic pentru a sta pe o bancă într-un laborator. Au folosit un material format din particule minuscule de sticlă. Acele bucăți mici au fost fuzionate împreună pentru a face un obiect solid care să arate oarecum ca un burete.) Apoi, plasează acel material între un electrod pozitiv și unul negativ și trimit un curent electric prin el. Acest curent separă apa care curge prin material în două zone diferite. O parte a fluxului conține ioni de sodiu și clor. Deci, această apă devine excepțional de sărată. Cealaltă parte a pârâului conține apă proaspătă. Pe partea din aval a materialului poros, un separator simplu canalizează apa dulce într-o zonă separată.

Sistemul direcționează numai particulele încărcate. Deci, nu va elimina poluanții care nu au încărcare electrică. Iar porțiunea acum extra-sărată (sau poluată) a apei va trebui tratată ca o deșeu.

În special datorită materialelor sale ieftine, noul sistem „deschide o gamă întreagă de posibilități”, spune Maarten Biesheuvel. Este inginer de mediu la Centrul european de excelență pentru tehnologia durabilă a apei. Acesta este un institut de cercetare din Leeuwarden, Olanda. Acolo, oamenii de știință și inginerii studiază cum să dezvolte metode de curățare a apei care sunt (printre altele) mai ușoare pentru mediu.

Biesheuvel suspectează că sistemul ar putea fi folosit pentru a scoate sare din apa de mare. De asemenea, ar putea ajuta la eliminarea sărurilor din apele subterane. El spune că s-ar putea folosi chiar și pentru a îndepărta sărurile dizolvate din fluidele rămase din fracturarea hidraulică (fracturarea) rocilor pentru a extrage gaze și petrol.

În plus, adaugă Biesheuvel, noul studiu va duce probabil la și mai multe cercetări. De exemplu, oamenii de știință și inginerii vor dori să afle cum să facă sistemele mai mari și mai eficiente. „Mă aștept ca această descoperire să fie un mare„ succes ”în domeniul academic”, spune el.

Cuvinte de putere

(pentru mai multe despre Power Words, faceți clic pe Aici)

academic În legătură cu școala, cursurile sau lucrurile predate de profesori în institutele formale de învățare (cum ar fi un colegiu).

bacterie (plural bacterii) Un organism unicelular. Acestea locuiesc aproape peste tot pe Pământ, de la fundul mării până în interiorul animalelor.

inginer chimist Un cercetător care folosește chimia pentru a rezolva problemele legate de producția de alimente, combustibili, medicamente și multe alte produse.

clor Un element chimic cu simbolul științific Cl. Este uneori folosit pentru curățarea apei. Compușii care conțin clor se numesc cloruri.

desalinizare Îndepărtarea sării din unele substanțe. Acest proces este adesea folosit pentru a genera apă proaspătă.

dizolva Pentru a transforma un solid într-un lichid și a-l dispersa în acel lichid de pornire. De exemplu, cristalele de zahăr sau sare (solide) se vor dizolva în apă. Acum cristalele au dispărut și soluția este un amestec complet dispersat de forma lichidă a zahărului sau a sării în apă.

electrod Material care servește ca anod sau catod, atrăgând particule încărcate negativ sau pozitiv. Sau lucruri care servesc drept conductori electrici prin care curentul iese sau intră în altceva.

element (în chimie) Fiecare dintre cele peste o sută de substanțe pentru care cea mai mică unitate din fiecare este un singur atom. Exemplele includ hidrogen, oxigen, carbon, litiu și uraniu.

inginer de mediu O persoană care folosește știința pentru a studia și îmbunătăți mediul natural.

apa dulce Apa foarte sărată folosită pentru băut.

fuziune (v. to siguranță) Combinarea a două lucruri pentru a forma o nouă entitate combinată.

panza freatica Apă care este ținută sub pământ în sol sau în pori și crăpături în stâncă.

fracturare hidraulică sau fracking Crăpăturile deschise de roci subterane prin introducerea lichidului la presiune ridicată, în special pentru extragerea gazului natural. Acele fisuri au fost apoi ținute deschise de nisip care a fost adăugat la fluidul de fracturare.

ion Un atom sau o moleculă cu sarcină electrică datorită pierderii sau câștigului unuia sau mai multor electroni.

mineral Substanțele care formează cristale, cum ar fi cuarțul, apatitul sau diferiți carbonați, care alcătuiesc roca. Majoritatea rocilor conțin mai multe minerale diferite amestecate împreună. Un mineral este de obicei solid și stabil la temperatura camerei și are o formulă specifică sau rețetă (cu atomi care apar în anumite proporții) și o structură cristalină specifică (ceea ce înseamnă că atomii săi sunt organizați în anumite modele tridimensionale regulate).

moleculă Un grup neutru din punct de vedere electric al atomilor care reprezintă cea mai mică cantitate posibilă de compus chimic. Moleculele pot fi formate din tipuri unice de atomi sau de diferite tipuri. De exemplu, oxigenul din aer este format din doi atomi de oxigen (O2), dar apa este formată din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen (H2O).

poros Descrierea unei substanțe care conține găuri mici prin care poate trece un lichid sau un gaz.

prototip Un prim sau un model timpuriu al unui dispozitiv, sistem sau produs care încă trebuie perfecționat.

sare Un compus obținut prin combinarea unui acid cu o bază (într-o reacție care creează și apă).

sodiu Un element metalic moale, argintiu, care va interacționa exploziv atunci când este adăugat în apă. Este, de asemenea, un element de bază de sare de masă (a cărui moleculă constă dintr-un atom de sodiu și un atom de clor: NaCl).

Imparte asta:

Citații

S. Zielinski. Vreau apă să-i lase pe americani sete? Știri științifice pentru studenți. 30 octombrie 2014.

E. Gies: Explicator: Ce este fracking-ul? Știri științifice pentru studenți. 21 august 2013.

S. Ornes. Fracking deșeuri și cutremure. Știri științifice pentru studenți. 26 iulie 2013.