Przejdź do treści

Tania metoda uzdatniania wody opracowana przez badaczy z IChF PAN

Spis treści

Naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej PAN opracowali metodę katalitycznego wodorooczyszczania, czyli przekształcania trichloroetylenu TRI w mniej szkodliwe dla środowiska węglowodory. Dzięki temu rozwiązaniu woda w kranach, ale i w rzekach, może być czystsza i bezpieczniejsza dla zdrowia.

Oczyszczanie wody z rozpuszczalników organicznych, takich jak TRI to nic nowego. Ale znalezienie metody, która takie zanieczyszczenia rzeczywiście neutralizuje, a nie tylko przesuwa w inne miejsce, to już wyczyn – podkreślono w komunikacie IChF PAN opublikowanym na stronach Instytutu. Dlatego takie znaczenie ma metoda opracowana przez zespół pod kierunkiem dr hab. Anny Śrębowatej.

Jak przypomniał Instytut, o czystą wodę coraz z trudniej. Rozmaite zanieczyszczenia są powszechne, a część z nich niezwykle trudno usunąć. Do takich zanieczyszczeń właśnie należy trichloroetylen (w Polsce oznaczany akronimem TRI). – Ten organiczny rozpuszczalnik był powszechnie stosowany np. w syntezach organicznych, pralniach chemicznych oraz do przemysłowego odtłuszczania metali w procesie ich obróbki. Ze względu na swoją szkodliwość od 2016 roku jego użycie zostało oficjalnie zakazane. Jednakże biorąc pod uwagę trwałość, może on jeszcze przez wiele lat występować zarówno w wodzie, jak i glebie – wyjaśnił dr Emil Kowalewski z zespołu, który opracował nowatorską metodę oczyszczania wody z tego związku.

Projekt jest częścią globalnego trendu skoncentrowanego na ochronie zasobów wodnych. Prowadzone badania mogą być interesujące dla przemysłu, stać się potencjalnym punktem wyjścia do opracowania nowatorskich systemów oczyszczania wody. Dlaczego?

Jak tłumaczą naukowcy z IChF PAN, dzisiejsze oczyszczalnie ścieków to systemy składające się z wielu procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych, ale efektywnie eliminują głównie konwencjonalne zanieczyszczenia. Inne przy odpowiednio wysokich stężeniach mogą pozostawać w wodzie.

– Tymczasem trichloroetylenu nie powinno być w niej wcale, ze względu na to, że jest mutagenny, kancerogenny, teratogenny. A do tego niezwykle trwały. Kumuluje się i zostaje na dnie zbiorników, a że jego rozpuszczalność w wodzie jest bardzo słaba, może szkodzić jeszcze przez wiele lat – powiedział Kowalewski.

Profesor IChF, dr hab. Anna Śrębowata wyjaśniła, że obecnie z takimi związkami radzimy sobie głównie przeprowadzając ich sorpcję. – Jednakże w ten sposób jedynie przenosimy zagrożenie z miejsca na miejsce. Atrakcyjnym rozwiązaniem wydaje się być katalityczne wodorooczyszczanie, czyli przekształcanie TRI w mniej szkodliwe dla środowiska węglowodory. Aby w pełni wykorzystać potencjał drzemiący w tej metodzie, trzeba było jednak opracować wydajny, stabilny i tani katalizator – zaznaczyła.

Wcześniej zespół przeprowadzał badania z katalizatorami palladowymi, które były skuteczne, ale kosztowne. Nowe katalizatory niklowe, opracowane w IChF PAN, pozwalają w tani i efektywny sposób prowadzić proces oczyszczania wody w trybie przepływowym, a przy tym są proste w syntezie. – Wykorzystując katalizator, w którym nanocząstki niklu o średnicy ok. 20 nm osadzamy na powierzchni węgla aktywnego, łączymy właściwości sorpcyjne węgla i aktywność katalityczną niklu – podkreślił Kowalewski.

W swoich badaniach naukowcy z IChF PAN wykazali ponadto, że nanocząstki niklu osadzone na węglu aktywnym o częściowo uporządkowanej strukturze wykazują wyższą aktywność i stabilność niż analogiczny katalizator oparty na nośniku o strukturze amorficznej.

Naukowcy są jednak najbardziej dumni z innowacyjnego elementu swoich badań: technologii przepływowej. Dzięki niej można optymalizować parametry procesu, zmniejszyć ilość odpadów, a przy tym wykorzystywać katalizatory, które w reaktorach okresowych (czyli takich, gdzie jednorazowo oczyszcza się określoną partię produktu) były nieefektywne lub wręcz nieskuteczne.

– Tak było z naszym katalizatorem niklowym. Bez technologii przepływowej jego zdolności do utylizowania TRI szybko spadały, katalizator ulegał zatruciu. W reaktorze przepływowym nawet po 25 godzinach nie obserwowaliśmy spadku aktywności, choć prowadziliśmy badania na stężeniach około 8000 razy przekraczających polskie normy jego zawartości w wodzie pitnej – przyznał Kowalewski.

Gdzie można wykorzystać nowatorską metodę? Przede wszystkim w stacjach uzdatniania wody i oczyszczalniach ścieków. Tam, gdzie chcemy, żeby woda trafiająca do „końcowego odbiorcy”, niezależnie czy jest to użytkownik wody z kranu, czy pływająca w rzece ryba, była czysta.

A co zrobić z produktami reakcji wodorooczyszczania wody z trichloroetylenu? Jak zauważył dr Kowalewski, powstającymi związkami są węglowodory, głównie etylen. – Nie powstaje go jednak na tyle dużo, by wystarczyło na dojrzewalnię bananów. Po prostu się ulotni – stwierdził.

Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl

Udostępnij:

lub:

Podobne artykuły

Fundacja na rzecz nauki polskiej

Ogłoszono laureatów Nagród Fundacji na rzecz Nauki Polskiej

Obrazowanie oka – błyskotliwy sposób, by podejrzeć pracę fotoreceptorów

Mikroplastik niszczy pożyteczne bakteriofagi

Wyróżnione artykuły

Popularne artykuły