Специалисты Швейцарской Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработали более эффективный, менее дорогой и энергозатратный способ удаления тяжелых металлов из воды.
По данным Всемирной организации здравоохранения, почти миллиард людей не имеет доступа к чистой питьевой воде. И, добавляет eurekalert.org, глобальное потепление способствует росту этой цифры. В то же время активный рост потребности в энергии и использования тяжелых металлов в промышленных процессах максимизировало контакт людей с токсичными материалами в воде.
Существующие коммерческие методы удаления загрязнений, включая свинец, обычно дороги, энергозатратны и не всегда эффективны с точки зрения экологической безопасности. Альтернативные решения, при большем КПД, бывают одноразовыми, сложными или выделяют слишком много ядовитых побочных продуктов.
Лаборатория профессора EPFL Венди Ли Куин, вместе с коллегами из Калифорнийского университет и Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, нашли решение этой проблемы за счет использования металлорганических каркасов. Уникальные свойства поверхности позволяют МОК вытягивать водяной пар и другие газы из воздуха. Они же делают структуру многообещающим материалом для избирательного удаления тяжелых металлов из воды.
Аспирант Даниэль Т. Сан разработал МОК-полимерный композит, сохраняющий стабильность в воде, используя дешевые, экологически и биологические дружественные материалы. Для того Fe-BTC обработали дофамином, полимеризовавшимся в полидофамин (PDA). В результате полимер закрепился внутри МОК. Конечный композит, названный Fe-BTC/PDA, мог быстро и избирательно удалять большие количества тяжелых металлов, вроде свинца и ртути, из образцов воды, взятых в полевых условиях. Извлеченное количество названных веществ превышало собственный вес материала в 0,4 и 1,6 раз соответственно.
Затем Fe-BTC/PDA протестировали в токсичных растворах, соответствующих худшей воде из Флинта, Мичиган. Опыты показали, что МОК за секунды снижал концентрацию свинца до 2 частей на миллиард – уровень, при котором США и ВОЗ позволяют употреблять жидкость для питья.
Авторы проверили разработку и с другими образцами. Сейчас они тестируют другие специально разработанные МОК для удаления различных остаточных загрязнений из воды и воздуха.