Într-o lume în care unul din patru oameni nu are acces la apă potabilă curată, oamenii de știință au găsit în mod constant modalități de purificare a apelor uzate, astfel încât să poată fi adăugate înapoi la aprovizionarea cu apă dulce a umanității.
Un mecanism, numit filtrare anaerobă, a condus „încărcarea”, deoarece folosește foarte puțină energie pentru a transforma o mulțime de apă reziduală într-o formă consumabilă. Dar există o problemă importantă. În timpul curățării apei, filtrarea anaerobă tinde să creeze produse secundare periculoase numite sulfuri. Acestea sunt extrem de nocive pentru sănătatea noastră și pentru mediu. Centrul pentru Controlul și Prevenirea Bolilor, de exemplu, scrie că inhalarea de hidrogen sulfurat ar putea duce la simptome precum dificultăți de respirație, tremur, iritarea ochilor și a pielii, pierderea conștienței și, la concentrații mari, chiar moartea. Trebuie doar să fii suficient de aproape de substanța chimică pentru a o inspira, ceea ce înseamnă că lucrătorii de la fața locului de la stațiile de tratare a apelor uzate sunt chiar cei mai supuși la astfel de riscuri.
Concentrându-se la această dilemă presantă, într-o lucrare publicată miercuri în revista ES&T Engineering, cercetătorii de la Stanford dezvăluie o modalitate de a recadra așa-numitul cost al filtrării anaerobe ca o comoară ascunsă. Echipa nu a dezvoltat doar o modalitate fascinantă de a transforma sulfurile toxice pe bază de ape uzate în compuși siguri, ci și în resurse extrem de valoroase pentru tehnologiile agricole și reîncărcabile.
Întotdeauna căutăm modalități de a închide bucla proceselor de fabricație chimică”, a declarat Will Tarpeh, profesor asistent de inginerie chimică la Universitatea Stanford și autor principal al studiului, într-un comunicat.
De obicei, conform studiului, oamenii de știință încearcă să abordeze problema sulfurilor folosind anumite substanțe chimice pentru a separa derivații de sulf în componente netoxice. Dar asta, spun cercetătorii, corodează adesea conductele sistemului de purificare, scăzând astfel eficiența generală a generării de apă curată.
Pe de altă parte, echipa din spatele noului studiu se ocupă de sulfurile utilizând ceea ce se numește oxidare electrochimică a sulfului. „Procesul la care lucrez este de a transforma electrochimic sulfurile din apele uzate în ceva mai valoros, de exemplu acid sulfuric, care poate fi folosit în multe procese de fabricație și, de asemenea, îngrășăminte”, Xiaohan Shao, Ph.D. student în inginerie civilă și de mediu la Universitatea Stanford și autor principal al studiului.
În general, acest sistem electrochimic oferă cercetătorilor opțiunea de a transforma sulfurile toxice în alți derivați de sulf, eliminând astfel substanța chimică amenințătoare din filtrarea anaerobă. Potrivit echipei, această procedură necesită atât de puțină energie încât ar putea fi alimentată în totalitate cu surse regenerabile și poate fi aplicată pentru aprovizionarea cu canalizare a orașelor întregi.
„Putem integra procesul nostru în alte tehnologii avansate de tratare a apelor uzate pentru a [face] decalajul dintre apa uzată și apa potabilă mai mic”, a spus Shao în prezentarea video. „Și în ceea ce privește substanțele chimice pe care le producem, adăugăm aceste produse recuperate în lanțul de aprovizionare și va ajuta la agricultură – iar în producție, veți [reduce] consumul de materii prime”.
