Мрежи за улавяне на мъгла: системата, която събира и пречиства водата

В някои райони на света, които са естествено мъгливи и далеч от водоизточници, като вътрешността на Перу, Боливия, Чили и Мароко, не е необичайно хората да окачват мрежи на открито, за да ловят малки капчици вода които образуват мъглата.

Проблемът на тази техника това ли евода, събрана от мъгла по този начин може да включва много от замърсяващи вещества присъства в атмосферата: последствието е, че в някои райони, въпреки стотици литри, които се събират на ден, водата, извлечена от мъглата, не е достатъчно чиста, за да се пие или използва за готвене.

Изследователите на Федерална политехника на Цюрих следователно разработиха метод, който позволява производството на чиста, дори годна за пиене вода, като се започне от техниката на мрежата за улавяне на мъгла: новата система съчетава една единствена технология колекцията и пречистване на водата уловени в мрежите.

Конференция на ООН за приемане на програма за действие по отношение на водата
Химическият отпечатък на какаото: голямо откритие за шоколада

Мрежи за улавяне на мъгла: древна, но обновена технология

Първите системи за улавяне на водни капки от мъгла те датират от предколумбовата епоха: първият известен метод за събиране на вода от мъглата с помощта на кондензация се състои в поставяне на контейнери под клоните на някои дървета. Първите следи от тази система за събиране датират от годините на империята на инките.

През 1969 г. технология вече е еволюирало в 100 квадратни метра мрежи способен да доставя вода на цяла военна база: случи се в Южна Африка и мрежовата система позволява производството на приблизително 11 литра вода на ден.

Днес проектите на събиране на вода чрез мрежи (метални, бамбукови или други материали) са широко разпространени по целия свят и допринасят значително за задоволяване на нуждите от вода на градове и селища, които нямат достъп до водоизточници от друг вид.

В страни като Перу, Боливия и Чили не е необичайно хората да окачват мрежи за улавяне на капки вода и същото се случва във вътрешността на Мароко и други горещи страни: в домашен или по-структуриран формат технологията е добре позната и ценена почти навсякъде.

Използвайки a мрежа за улавяне на мъгла с размери само на няколко квадратни метра могат да се събират до стотици литри вода на ден, които могат да се използват за миене и, когато условията позволяват, за готвене.

Проблемът с тази система всъщност е, че събраната вода не винаги е достатъчно чиста, за да се счита за годна за пиене.

Да мислим за водата означава да мислим за бъдещето: да бъдем по-добре запазени и управлявани
Големите 100 на химията и предизвикателствата на глобалната икономика

Пречистването на водата, уловена от млечния метеор

Основен недостатък на този метод събиране на вода è въздействието на замърсяването на въздуха върху качеството на водата: опасните вещества, разпръснати в околната среда, също попадат в капчици, уловени от мрежи.

В много от големите градове в света въздухът е толкова замърсен, че водата се събира от мъглата не е достатъчно чисто да се пие или използва за готвене, без преди това да се третира. Проучването на изследователите от Федерална политехника на Цюрих е създаден точно, за да отговори на този критичен проблем.

Благодарение на специално покритие, базирано на полимери и титанов диоксид, мрежата за улавяне на мъгла, разработена от изследователи от швейцарския университет, успява едновременно да събира и пречиства водата.

La технология di пречистване на водата се основава на Chimica: титанов диоксид, обясняват изследователите, действа като химичен катализатор чрез разграждане на молекулите на различни органични замърсители, присъстващи във водата, които по този начин стават безвредни.

"Нашата система не само събира мъглата, но и пречиства събраната вода- Той обяснява Ритуик Гош"което означава, че може да се използва в райони със замърсен въздух, като например гъсто населени градски центрове”. Ученият, който идва от Института Макс Планк за полимерни изследвания в Майнц, проведе този проект по време на продължителен престой в ETH Цюрих.

Чисто нов дрон за ултра бърз преход между въздух и вода
Светият Граал на зелената химия: флуорохимикали без токсичност

Полимери и наночастици за пречистване на H20, който идва от небето

"Сърцето на нашия проект”, четем встатия, публикувана в Nature, „това е телена мрежа, покрита с анатаз наночастици от титанов диоксид вграден в полимерна матрица”.

С други думи, системата, разработена от изследователи в Цюрихска политехника се състои от a тясна мрежеста решетка от метална тел, покрита със смес от специално подбрани полимери и титанов диоксид, минерален пигмент, широко използван за производство на козметика.

"Веднъж активиран от слънчева светлина, фотоактивният слой от титанов диоксид разлага органични молекули като дизел, дори при липса на слънчева светлина”, обясняват изследователите: единственият необходима енергия от тази гениална система е един малка и редовна доза UV лъчи.

При тестове на открито, според изследването, устройството показва „ефективност на пречистване на водата над 85 процента”: предложеното от учени от ETH следователно е много ефективно решение, което може да позволи на цели общности да се справят проблемът с недостига на вода без да се налага да прибягвате до горене или други източници на енергия.

Средновековно водно колело за пресъздаване на биоразнообразието
Разработване на нови лекарства, библиотеки, подобрени благодарение на химията

Пасивно пречистване на водата: решението не изисква енергия

Новата система заизвличане на вода от мъгла той беше тестван в лабораторията и в малък пилотен завод в Цюрих. Изследователите успяха съберете 8 процента вода в изкуствено създадената мъгла и на разграждат 94 процента от органичните съединения които са били добавени, включително дизел и химикала бисфенол А, за които е известно, че са опасни за здравето.

Освен за събиране на питейна вода от мъгла, тази система може да се използва и за възстановяване на водата, използвана в охладителните кули. "В Съединените щати, където живея, използваме голямо количество прясна вода за охлаждане на електроцентрали- Той обяснява Томас Шуциус, тогава ръководител на проекта ETH и сега професор в Калифорнийския университет в Бъркли.

Както обяснява професорът, „би било логично да уловите част от тази вода, преди да избяга и да се уверите, че е чиста, в случай че искате да я върнете в околната среда”. Предишни изследвания на Гош, първият автор на изследването, се фокусираха точно върху възстановяване на водата от охладителни кули.

Тази нова технология обаче отваря много по-широки възможности: веднъж инсталирана, тази система не изисква поддръжка или енергия. Благодарение на свойството, известно като каталитична памет, половин час слънчева светлина е достатъчен, за да активира титановия оксид за 24 часа, който остава активен дори на тъмно.

Следователно новата система се представя като икономично и рационално решение не само за справяне с недостига на питейна вода в селските райони и градовете по света, но и за разширяване на потенциала за събиране на вода от мъгла, подценяван басейн, който може да включва и голяма индустрия.

В Швейцария създаде хартиена батерия с превключвател за вода
Изненадите на химията: така пластмасовите отпадъци се превръщат в сапун