Οργανικά υλικά, βαρέα μέταλλα, φυτοφάρμακα, χημικές και τοξικές ουσίες περιέχονται μεταξύ άλλων στα βιομηχανικά απόβλητα που αν δεν περάσουν από κατάλληλη επεξεργασία σε αρμόδια κέντρα λυμάτων, μπορούν να καταλήξουν στο υδάτινο περιβάλλον, όπως ποτάμια λίμνες και θάλασσες προκαλώντας σοβαρή ρύπανση και απειλώντας τόσο το οικοσύστημα, όσο τον άνθρωπο.

Επιστήμονες από το Νορβηγικό Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας (NTNU), ανέπτυξαν μέθοδο σύμφωνα με την οποία η χρήση δύο απλών στοιχείων μπορεί να εξουδετερώσει τους ρύπους που είναι δύσκολο να απομακρυνθούν με συμβατικές μεθόδους καθαρισμού.

Ποια είναι αυτά; Ο ήλιος και το λάδι.

Ο Ζιγκιμάντας Γκρίσιους από το NTNU, για τη διατριβή του μελέτησε τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί ο καθαρισμός βιομηχανικών λυμάτων και κατέληξε πως οι επιβλαβείς χημικές ουσίες που ανιχνεύονται στο νερό μπορούν να διασπαστούν χρησιμοποιώντας ηλιακό φως και λίγες σταγόνες λαδιού.

Ο καθηγητής στο Τμήμα Χημικών Μηχανικών και επιβλέπων του Γκρίσιους, Γκίσλε Όγιε, εξηγεί ότι αναλύθηκε «η αποικοδόμηση των ναφθενικών οξέων, τα οποία βρίσκονται στα λύματα της πετροχημικής βιομηχανίας, της χημικής παραγωγής και της κλωστοϋφαντουργίας».

Ο Γκρίσιους με τους συνεργάτες του διαπίστωσαν πως τα σταγονίδια λαδιού, τα οποία ονομάζονται φωτοκαταλυτικά γαλακτώματα Pickering, λειτουργούν σαν μικροσκοπικοί χημικοί αντιδραστήρες ικανοί να διασπάσουν τους οργανικούς ρύπους.

Όπως αναφέρουν σε έκθεσή τους στο Soft Matter, τα γαλακτώματα Pickering αναδεικνύονται ιδανικά σε πολλές πολλές εφαρμογές επεξεργασίας λυμάτων, καθώς οι μοναδικές τους ιδιότητες, όπως η υψηλή σταθερότητα τους, η εύκολη παρασκευή, η χαμηλή τοξικότητα και η ανταπόκριση σε ερεθίσματα, ανοίγουν το δρόμο για νέες διαδικασίες ελέγχου ρύπων.

«Τα σταγονίδια λαδιού σταθεροποιούνται από νανοσωματίδια που ενεργοποιούνται από το φως, όπως από τον ήλιο», αναφέρει ο Γκρίσιους.

Ένα από αυτά τα νανοσωματίδια είναι το διοξείδιο του τιτανίου (TiO₂), το οποίο αν τοποθετηθεί ανάμεσα στο λάδι και το νερό και συγκεντρώσει ηλιακό φως θα οδηγήσει στη φωτοκατάλυση, μία αντίδραση που μπορεί να διασπάσει τους ρύπους.

«Οι οργανικοί ρύποι στα λύματα, συμπεριλαμβανομένων των χρωστικών, των φυτοφαρμάκων και των φαρμακευτικών αποβλήτων, θέτουν σημαντικούς περιβαλλοντικούς και υγειονομικούς κινδύνους. Η φωτοκατάλυση έχει αναδειχθεί ως μια οικονομικά αποδοτική μέθοδος ικανή να αποικοδομεί ρύπους με νανοσωματίδια όπως το διοξείδιο του τιτανίου», αναφέρουν σε δεύτερη έκθεσή τους στο Chemical Engineering Journal Advances.

Στόχος των ερευνητών ήταν να βελτιώσουν τον συνδυασμό των στοιχείων για να έχουν καλύτερα αποτελέσματα, έτσι διαπιστώθηκε ότι τα σταγονίδια μαζί με TiO₂, μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλές φορές χωρίς να χάσουν την αποτελεσματικότητά τους. Επιπλέον, η επικάλυψη με πολυμερή, όπως τα πολοξαμερή, βοηθά τα σταγονίδια να αντέξουν τις αλλαγές στη σύνθεση του νερού, αλλάζοντας ωστόσο ελαφρά την αποτελεσματικότητα. Την ίδια στιγμή, επεξεργασία με μία ομάδα χημικών ενώσεων, όπως τα σιλάνια, δίνει καλύτερο έλεγχο στον τρόπο με τον οποίο σχηματίζονται τα σταγονίδια και την αλληλεπίδρασή τους με τους ρύπους. Παράλληλα, η προσθήκη χρυσού στο διοξείδιο του τιτανίου βελτιώνει τη δέσμευση και την αποτελεσματικότητα του φωτός.

Η καινοτόμα μέθοδος που προτείνουν οι ερευνητές αναμένεται να ευνοήσει τη διαδικασία καθαρισμού του νερού με βιώσιμο και οικονομικό τρόπο, τονίζουν οι επιστήμονες.

Βέβαια, η τεχνική βρίσκεται ακόμα σε πρώιμο στάδιο και αυτή τη στιγμή δεν υπάρχουν διαθέσιμα εμπορικά προϊόντα που βασίζονται στην τεχνολογία γαλακτώματος Pickering. Εντούτοις, η ιδέα χαρακτηρίζεται πολλά υποσχόμενη σε βιομηχανικό επίπεδο.

Διαβάστε ακόμη 

Τι «βλέπουν» UBS και Citi για τις ευρωπαϊκές μετοχές – Γιατί θα παραμείνουν στο προσκήνιο 

Μπάμπης Βωβός Διεθνής Τεχνική: «Μοσχοπουλήθηκαν» θέσεις παρκινγκ στο Atrina Center

Τα επόμενα γήπεδα θα είναι εξωπραγματικά – Το ένα θα έχει 115.000 θέσεις

Για όλες τις υπόλοιπες ειδήσεις της επικαιρότητας μπορείτε να επισκεφτείτε το Πρώτο Θέμα