Zanieczyszczenie rtęcią jest jednym z najbardziej podstępnych problemów w naszym środowisku. Dzisiaj moi koledzy i ja z Flinders University ujawniliśmy nowy materiał, który może usuwać rtęć ze środowiska, w wyniku badań, które mają być opublikowany w tym tygodniu. Materiał – polisiarczek siarki i limonenu – wiąże się z rtęcią i zmienia kolor, dzięki czemu możemy zobaczyć, jak bardzo jest skuteczny.

Merkury jest neurotoksyna. Rozwijające się płody są najbardziej wrażliwe, a zatrucie rtęcią może powodować opóźnienia rozwojowe u nienarodzonych dzieci.

Główną drogą rtęci u ludzi jest jedzenie ryb. Rtęć gromadzi się w tkankach zwierząt, więc ryby znajdujące się na szczycie łańcucha pokarmowego mogą zawierać wysokie i potencjalnie toksyczne poziomy. Może powodować zarówno przewlekłe, jak i ostre skutki w życiu morskim. Zaleca się kobietom w ciąży unikaj jedzenia duże ilości niektórych rodzajów ryb.

Od czasu rewolucji przemysłowej ludzie zwiększyli stężenie rtęci w oceanie o 10%, a wskaźnik ten rośnie.

Połączenia główne źródła rtęci w wodzie w Australii pochodzi z zaopatrzenia w wodę, produkcji, górnictwa, wydobycia ropy i gazu oraz wytwarzania energii elektrycznej.

Nasz nowy materiał nie tylko usuwa rtęć z wody i gleby, ale jest również tworzony z odpadów przemysłowych. Tak więc nasz materiał skutecznie rozwiązuje dwa problemy: usuwanie zanieczyszczeń i robienie tego w sposób zrównoważony.

Kiedy życie daje ci Limonen

Polisiarczek siarki i limonenu to a polimer lub duża cząsteczka zbudowana, jak sama nazwa wskazuje, z siarki i limonenu. Siarka jest pierwiastkiem znanym z zapachu zgniłych jaj, który w połączeniu z wodorem tworzy siarkowodór. Limonen znajduje się w olejku ze skórki pomarańczy i innych owoców cytrusowych.

Oba produkty to odpady. Przemysł naftowy produkuje między 60 mln i 70 mln ton siarki każdego roku. Na całym świecie leżą dosłownie góry niewykorzystanej siarki.

Połączenia przemysł cytrusowy produkuje rocznie ponad 70 tys. ton limonenu. Znalezienie zastosowania dla tych materiałów jest ważnym wkładem w przygotowanie zrównoważonych materiałów.

Zdecydowana większość polimerów (tworzywa sztuczne, guma, farby, powłoki itp.) pochodzi z ograniczonych zasobów ropy naftowej. Identyfikacja nowych źródeł ma zatem kluczowe znaczenie dla zrównoważonej produkcji polimerów.

W procesie waloryzacji odpadów odkrywane są nowe zastosowania produktów ubocznych, które w innym przypadku były składowane jako odpady. Przyczyniając się do tego celu, nowy polimer w tych badaniach jest wykonany w całości z przemysłowych produktów ubocznych, takich jak siarka i limonen – żadne inne części nie są wymagane.

Oczyszczanie rtęci

Na początku projektu interesowało nas przede wszystkim wykonanie nowego polimeru z powszechnie dostępnych i zrównoważonych materiałów. Ostatnio pojawiły się doniesienia o stosowaniu siarki i limonenu jako materiałów wyjściowych do bardzo różnych typów polimerów. Chcieliśmy po prostu sprawdzić, czy możemy użyć zarówno siarki, jak i limonenu w tym samym polimerze.

Połączenie chemiczne tych dwóch przemysłowych produktów ubocznych okazało się niezwykle łatwe. Prawdziwe zaskoczenie przyszło, gdy zbadaliśmy jego zachowanie w oprawie metalowej. Ponieważ polimer ma wysoką zawartość siarki, spodziewaliśmy się, że powinien on wykazywać wysokie powinowactwo do metali wiążących się z siarką. Tak było w rzeczywistości.

Co więcej, odkryliśmy, że może usunąć ponad 50% rtęci z wody już po jednym zabiegu. Kolejne zabiegi można zastosować, aby zbliżyć się do poziomów rtęci odpowiednich do picia.

Chociaż istnieją inne materiały, które są bardzo skuteczne w usuwaniu rtęci z wody, nasz materiał jest wyjątkowy, ponieważ jest znacznie tańszy. Ponadto, gdy polisiarczek jest wystawiony na działanie rtęci, zmienia kolor. Ta zmieniająca kolor lub chromogeniczna reakcja była bardzo mile widzianą niespodzianką. Możemy użyć tej właściwości jako czujnika rtęci.

Nasze wstępne badania wskazują, że polisiarczek siarkowo-limonenowy nie jest toksyczny. Jest to krytyczne odkrycie, jeśli polimer ma być stosowany bezpośrednio w naturalnych ekosystemach, takich jak rzeki, jeziora i oceany.

Obecnie badamy komercjalizację technologii. Wysiłki te mają na celu współpracę z istniejącymi branżami i agencjami ochrony środowiska w celu wyprodukowania i wykorzystania materiału w działaniach naprawczych na dużą skalę. Rozważamy również opcje poszukiwania inwestycji dla start-upu.

Wykorzystanie materiału w oczyszczaniu toksycznych odpadów może zająć rok lub więcej, ale aktywnie realizujemy te wysiłki w ramach partnerstwa między Flinders Partners (ramię komercjalizacyjne Uniwersytetu Flindersa) i Uniwersytetem w Tulsa (współpracownicy w tych badaniach).

Naszym celem jest wykorzystanie tego materiału do usuwania rtęci z wód gruntowych i gleby. Badamy również jego zastosowanie jako składnika filtrów do wody, aby zapewnić bezpieczną wodę pitną. Mówiąc bardziej ogólnie, mamy nadzieję zainspirować innych naukowców i inżynierów do opracowania nowatorskich i użytecznych materiałów, które odpowiadają na pilne wyzwania w zakresie zrównoważonego rozwoju.

O autorze

Justin Chalker, wykładowca chemii syntetycznej na Uniwersytecie Flindersa. W Pittsburghu przyczynił się do całkowitej syntezy kilku produktów naturalnych pod kierunkiem Theodore'a Cohena. Wspierany przez stypendium Rhodesa i National Science Foundation Graduate Research Fellowship, Justin ukończył doktorat. na Uniwersytecie Oksfordzkim pod kierunkiem Benjamina Davisa, gdzie opracował kilka narzędzi do selektywnej modyfikacji białek.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązana książka:

at

Dzięki za odwiedziny InnerSelf.com, gdzie są 20,000 + zmieniające życie artykuły promujące „Nowe postawy i nowe możliwości”. Wszystkie artykuły są tłumaczone na 30+ języków. Zapisz się! do wydawanego co tydzień magazynu InnerSelf i Daily Inspiration Marie T Russell. Magazyn InnerSelf ukazuje się od 1985 r.