Eπαναχρησιμοποιούμενες «στοίβες από βάφλες» τραβούν μακροχρόνια τοξικά χημικά από το νερό
Επιστήμονες στο Ηνωμένο Βασίλειο ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο για την απομάκρυνση των τοξικών «για πάντα χημικών» από τα λύματα. Τα ειδικά επεξεργασμένα, τυπωμένα με 3D κεραμικά πλέγματα μπορούν να αφαιρέσουν έως και το 75% των χημικών ουσιών από το μολυσμένο νερό σε τρεις ώρες – και οι δομές βελτιώνονται καθώς επαναχρησιμοποιούνται.
Μία από τις πιο πιεστικές ανησυχίες για το περιβάλλον και την υγεία αυτή τη στιγμή είναι μια ομάδα χημικών ουσιών που είναι γνωστές ως υπερφθοροαλκυλο και πολυφθοροαλκυλο ουσίες (PFAS). Η ευρεία χρήση για το μεγαλύτερο μέρος ενός αιώνα έχει εξαπλώσει αυτές τις χημικές ουσίες σε ολόκληρο τον πλανήτη και δεν διασπώνται, οδηγώντας στο παρατσούκλι " χημικά για πάντα ". Αναπόφευκτα καταλήγουν στο σώμα μας , όπου έχουν συνδεθεί με μια σειρά από προβλήματα υγείας , από διαβήτη έως διάφορους καρκίνους .
Τώρα, επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Μπαθ έχουν επιδείξει έναν νέο πιθανό τρόπο για την αφαίρεση του PFAS από το νερό. Η ιδέα είναι να χρησιμοποιηθούν τρισδιάστατοι εκτυπωμένοι «μονόλιθοι» κατασκευασμένοι από κεραμικά υλικά που έχουν εγχυθεί με οξείδιο του ινδίου, το οποίο συνδέεται με μόρια PFAS. Αυτοί οι μονόλιθοι μπορούν να εμποτιστούν σε μολυσμένο νερό για μερικές ώρες και όταν αφαιρεθούν τα PFAS έρχονται μαζί τους. Στη συνέχεια μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία για να αφαιρεθούν τα χημικά και να επιτραπεί η χρήση των μονόλιθων ξανά.
Ενώ πολλές τρισδιάστατες εκτυπωμένες δομές απαιτούν λεπτομέρεια, αυτές είναι κατασκευασμένες από πολύ πιο χοντρές «νουντλς» υλικού, όπως η οδοντόκρεμα που συμπιέζεται από ένα σωλήνα σε μια δομή που μοιάζει με μια στοίβα βάφλες. Ο στόχος αυτού δεν είναι μόνο η απλή κατασκευή, αλλά η μεγιστοποίηση της επιφάνειας ώστε να μπορούν να συλλαμβάνουν όσο το δυνατόν περισσότερα PFAS.
Σε δοκιμές, αυτοί οι μονόλιθοι ήταν αρχικά ικανοί να αφαιρέσουν το 53% ενός κοινού PFAS που ονομάζεται υπερφθοροοκτανοϊκό οξύ (PFOA) από το νερό σε τρεις ώρες. Η επεξεργασία με πυρόλυση των μονόλιθων στους 500 °C (932 °F) τους αναγέννησε, επιτρέποντάς τους να χρησιμοποιηθούν ξανά – και, όπως είναι ενδιαφέρον, αυτό ενίσχυσε την ικανότητά τους να καθαρίζουν νερό. Μέχρι τον τρίτο κύκλο, οι μονόλιθοι αφαιρούσαν το 75% του PFOA σε τρεις ώρες.
Ενώ υπάρχει ακόμη περισσότερη δουλειά που πρέπει να γίνει, η ομάδα λέει ότι οι συστοιχίες αυτών των επαναχρησιμοποιήσιμων κεραμικών μονόλιθων θα μπορούσαν να είναι ένα πολύτιμο βήμα για προσθήκη στις υπάρχουσες μονάδες επεξεργασίας λυμάτων. Σε αντίθεση με άλλες τεχνικές που απαιτούν κατάλυση , αυτή η ίδια η διαδικασία δεν απαιτεί ενέργεια – η αναγέννησή τους μέσω πυρόλυσης θα μπορούσε να είναι ένα σημείο κόλλημα.
Τώρα, επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Μπαθ έχουν επιδείξει έναν νέο πιθανό τρόπο για την αφαίρεση του PFAS από το νερό. Η ιδέα είναι να χρησιμοποιηθούν τρισδιάστατοι εκτυπωμένοι «μονόλιθοι» κατασκευασμένοι από κεραμικά υλικά που έχουν εγχυθεί με οξείδιο του ινδίου, το οποίο συνδέεται με μόρια PFAS. Αυτοί οι μονόλιθοι μπορούν να εμποτιστούν σε μολυσμένο νερό για μερικές ώρες και όταν αφαιρεθούν τα PFAS έρχονται μαζί τους. Στη συνέχεια μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία για να αφαιρεθούν τα χημικά και να επιτραπεί η χρήση των μονόλιθων ξανά.
Ενώ πολλές τρισδιάστατες εκτυπωμένες δομές απαιτούν λεπτομέρεια, αυτές είναι κατασκευασμένες από πολύ πιο χοντρές «νουντλς» υλικού, όπως η οδοντόκρεμα που συμπιέζεται από ένα σωλήνα σε μια δομή που μοιάζει με μια στοίβα βάφλες. Ο στόχος αυτού δεν είναι μόνο η απλή κατασκευή, αλλά η μεγιστοποίηση της επιφάνειας ώστε να μπορούν να συλλαμβάνουν όσο το δυνατόν περισσότερα PFAS.
Σε δοκιμές, αυτοί οι μονόλιθοι ήταν αρχικά ικανοί να αφαιρέσουν το 53% ενός κοινού PFAS που ονομάζεται υπερφθοροοκτανοϊκό οξύ (PFOA) από το νερό σε τρεις ώρες. Η επεξεργασία με πυρόλυση των μονόλιθων στους 500 °C (932 °F) τους αναγέννησε, επιτρέποντάς τους να χρησιμοποιηθούν ξανά – και, όπως είναι ενδιαφέρον, αυτό ενίσχυσε την ικανότητά τους να καθαρίζουν νερό. Μέχρι τον τρίτο κύκλο, οι μονόλιθοι αφαιρούσαν το 75% του PFOA σε τρεις ώρες.
Ενώ υπάρχει ακόμη περισσότερη δουλειά που πρέπει να γίνει, η ομάδα λέει ότι οι συστοιχίες αυτών των επαναχρησιμοποιήσιμων κεραμικών μονόλιθων θα μπορούσαν να είναι ένα πολύτιμο βήμα για προσθήκη στις υπάρχουσες μονάδες επεξεργασίας λυμάτων. Σε αντίθεση με άλλες τεχνικές που απαιτούν κατάλυση , αυτή η ίδια η διαδικασία δεν απαιτεί ενέργεια – η αναγέννησή τους μέσω πυρόλυσης θα μπορούσε να είναι ένα σημείο κόλλημα.
«Η χρήση της τρισδιάστατης εκτύπωσης για τη δημιουργία των μονόλιθων είναι σχετικά απλή και σημαίνει επίσης ότι η διαδικασία θα πρέπει να είναι επεκτάσιμη», δήλωσε η Δρ Λιάνα Ζουμπούλη, συγγραφέας της μελέτης. «Η 3D εκτύπωση μας επιτρέπει να δημιουργήσουμε αντικείμενα με μεγάλη επιφάνεια, κάτι που είναι το κλειδί για τη διαδικασία. Μόλις τα μονόπετρα είναι έτοιμα, απλά τα ρίχνετε στο νερό και τα αφήνετε να κάνουν τη δουλειά τους. Είναι πολύ συναρπαστικό και κάτι που επιθυμούμε να αναπτύξουμε περαιτέρω και να δούμε σε χρήση.”
Πηγή: https://newatlas.com/environment/pfas-toxic-forever-chemicals-ceramic-monoliths-water/
Πηγή: https://newatlas.com/environment/pfas-toxic-forever-chemicals-ceramic-monoliths-water/