https://frosthead.com

Како електрифицирани челик може усисати токсичне метале из океана


Овај чланак је из Хакаи магазина, интернетске публикације о науци и друштву у обалним екосистемима. Прочитајте још оваквих прича на хакаимагазине.цом.

Када обилна киша погоди Нову Каледонију, реке поцрвењеју.

Смештена на око 1.200 километара источно од Аустралије, Нова Каледонија има један од најопсежнијих светских екосистема коралног гребена и око 10 процената светског никла. Више од једног века ископавања и крчења шума на француском пацифичком територију створило је неке од највиших нивоа ерозије тла на свету. Покривање кишних шума смањено је са 70 на 20 процената, а када пада киша, вода и земља несметано се слијевају низ обронке у ријеке и море, носећи са собом никл и друге отровне метале.

На крају, ови метали - углавном никл, кобалт, гвожђе и хром - завршавају у ланцу исхране. Остриге које живе у близини река које теку поред рударских налазишта садрже 20 пута више никла него оне које живе у близини других река. Јегуље у близини обале имају веће концентрације никла и других метала од оних које су даље у мору.

"Последице ове врсте загађења су катастрофалне", каже Пегги Гункел-Гриллон, хемичарка животне средине са Универзитета у Новој Каледонији. Отровни метали се крећу према хранидбеном ланцу и накупљају се у горњим предаторима, каже она.

Али докази о токсиколошким ефектима никла на морска бића и људе су ограничени. "У Новој Каледонији почињемо са проучавањем утицаја метала на животну средину - ово је нова тема за владу и научнике", каже Ианницк Доминикуе, екотоксиколог из консултантске компаније Биоеко из Нове Каледоније. Доминикуе је део новог владиног пројекта који испитује нивое и изворе изложености металу људима у Новој Каледонији.

Код људи, истраживање је изложеност никлу - често путем пушења цигарета или индустрије - повећану преваленцију дијабетеса типа 2, а Светска здравствена организација класификује чисти никл као канцероген. Мало се, међутим, зна о ефекту конзумирања воде и хране с високим садржајем никла.

Размишљајући о претњи одлива никла, Гункел-Гриллон и њене колеге питале су се да ли нешто могу учинити.

У морској индустрији стварају се вештачке камене формације око структура попут ветротурбина и приобалних нафтних платформи да би се заштитиле од ерозије. Ове баријере су створене од материјала заснованих на калцијуму у морској води који су привлачни и граде се око електрично набијених металних конструкција. Истраживачи су се питали да ли овај процес може бити гурнут корак даље. То јест, ако електрично набијени метали могу привући материјале на бази калцијума, да ли формације на бази калцијума могу привлачити загађиваче тешким металима?

У лабораторијским експериментима, Гункел-Гриллон сарађује са Марц Јеаннин-ом, инжењером са француског Университе де Ла Роцхелле, како би развио методу за вађење никла из морске воде из Нове Каледоније.

Стављањем поцинчаног челика у морску воду и пуњењем га слабом електричном струјом, истраживачи су показали да могу извући металне јоне из раствора, заробљавајући их у калцифицираним наслагама које расту на челичној електроди.

У лабораторијским експериментима У лабораторијским експериментима, истраживачи су били у стању да извуку никл из раствора. (Фото Цхарлотте Царре)

У лабораторијском тесту доказаног концепта, научници су уронили мале комаде наелектрисаног челика у морску воду са никлом. Након седам дана открили су да је до 24 посто никла доданог води заробљено.

Али прави изазов, каже Гункел-Гриллон, је видјети да ли ће се њихова техника превести у стварне услове. Овај следећи корак је већ у току у новој каледонској лагуни. Крајем марта, научници су поставили експеримент већег обима у заливу Нумбо, који је индустријска зона главног града, Ноумеа.

Ако ови експерименти успеју, научници предвиђају још већу, трајну структуру галванизованих електрода које вертикално седе у води.

„Стављањем нашег уређаја у ушћа река, отпадних вода, лука или било којих других места где се такво загађење може појавити, ми ћемо моћи да ограничимо контаминацију раствореног никла“, каже Гункел-Гриллон.

Локална електрична мрежа покреће експеримент са Новом Каледонијом, али такво би постављање требало да буде могуће помоћу вјетрењача или соларних панела у будућности.

Контаминација метала у морском окружењу представља проблем широм света, а ово решење обећава велико. Тим је такође користио технику за хватање олова, а Јеаннин каже да не види разлог зашто не би могао радити и за остале металне елементе.

„Старије луке могу имати прилично висок ниво контаминације као што су метали и тешки метали у њиховим седиментима, “ каже Пхилиппе Андреани, извршни директор Геоцораил, компаније која развија вештачке морске структуре за заштиту од ерозије. „Долази од боја против обране које су се у прошлости користиле на трупима и из других извора. Пристаништа нису веома дубока, па турбуленције изазване пропелерима бродова теже подижу седименте и ослобађају њихове загађиваче. “

Геоцораил је патентирао другачију верзију електроде за хватање метала, која се тестира у пар француских лука.

До следећег пролећа биће објављени резултати теренског испитивања на Новој Каледонији и научници би требало да знају да ли ова техника може помоћи код загађења токсичним металима.

"Када добијемо наслаге из морске воде, моћи ћемо да проверимо који су метални елементи заробљени, укључујући све металне загађиваче који су присутни у лагуни Нова Каледонија", каже Јеаннин.

Повезане приче из часописа Хакаи:

  • Рибарске кациге не штеде животе
  • Праћење копања дубоким морем
  • Неискључени Острвљани
Како електрифицирани челик може усисати токсичне метале из океана