Nettoyer l'eau avec la nanotechnologie

La nanotechnologie peut aider à de l'eau propre en utilisant plusieurs méthodes, y compris l'injection de nanoparticules de métro pour nettoyer les contaminants de l'eau souterraine et l'utilisation de nanofils d'argent et des nanotubes de carbone pour tuer les bactéries dans l'eau potable.

Les solvants industriels dans les eaux souterraines, comme un solvant de nettoyage liquide appelé trichloroéthylène (TCE), peuvent nuire à notre santé.

Selon l'Agence pour les substances toxiques et les maladies, un département du ministère américain de la Santé et des Services sociaux, “ potable ou de la respiration des niveaux élevés de trichloréthylène peut causer des effets sur le système nerveux, le foie et les poumons des dommages, le pouls anormal, le coma, voire la mort. Le trichloroéthylène a été trouvé dans au moins 852 des 1,200+ sites de liste des priorités nationales identifiées par l'Environmental Protection Agency (EPA) ”.

Un défi dans les eaux souterraines de nettoyage est l'élimination de la pollution industrielle de l'eau, comme le TCE. Les chercheurs ont montré que les nanoparticules de fer peuvent rapidement dégrader les hydrocarbures chlorés tels que TCE, pour faire un mélange de sous-produits inoffensifs.

Lorsque vous injectez des nanoparticules de fer dans un système des eaux souterraines comme un aquifère (roche perméable qui contient les eaux souterraines), une réaction se produit entre les atomes de fer, le solvant, et des ions hydrogène. Dans cette réaction, les atomes de fer de la nanoparticule renoncer à deux électrons (atomes de fer peut facilement donner des électrons et sont très stables comme les ions positifs dans l'eau) à des atomes de chlore.

En conséquence, les ions hydrogène (d'origine naturelle dans l'eau) se combinent avec les atomes de carbone. Ceci vous laisse avec une molécule organique ordinaire commun dans lequel les atomes de carbone sont entourées par des atomes d'hydrogène (comme le méthane ou l'éthane), des ions fer et des ions positifs et négatifs de chlore (communément présents dans l'eau de mer). Étant donné que les nanoparticules peuvent rester en suspension dans l'eau souterraine pendant une longue période, ils peuvent pénétrer grandes surfaces de la nappe phréatique.

Le fer utilisé dans ces nanoparticules est souvent désigné comme le fer de valence zéro (ZVI). Cela est juste une façon élégante pour les chimistes de dire que le fer n'a pas encore réagi avec toute autre matière et a donc encore toutes ses électrons.

Utilisation de nanoparticules de fer dans cette façon de traiter les eaux souterraines est beaucoup moins cher que pomper l'eau hors de la terre pour le traitement.

Lehigh Nanotech est une société qui utilise des nanoparticules de fer pour nettoyer les contaminants. Les techniques intrigants qu'ils utilisent ont été développés grâce à la recherche à l'Université Lehigh.

Contaminants métalliques dans les eaux souterraines, comme le mercure, sont également une préoccupation. Des chercheurs de la Northwestern Pacific Laboratory ont développé un matériau pour éliminer le mercure des eaux souterraines. Le matériau est appelé SAMMS, qui est court pour monocouches auto-assemblées sur des supports mésoporeux.

Ce matériau se compose de particules de céramique dont la surface présente de nombreux pores nanométriques. Ces pores sont alignés avec des molécules qui ont des atomes de soufre sur une extrémité, en laissant un trou dans le centre qui est également bordée par des atomes de soufre. Les scientifiques bordent les nanopores avec des molécules contenant du soufre, car il se lie au mercure, afin atomes de mercure liaison au soufre et sont piégés dans les nanopores.

Les chercheurs développent SAMMS qui contiennent d'autres molécules dans les nanopores pour éliminer d'autres contaminants métalliques dans les eaux souterraines.