Įsivaizduokite, kad nederlingos dykumos viduryje stovi maža dėžutė, galinti iš oro gaminti švarų geriamąjį vandenį . Skamba kaip scena iš mokslinės fantastikos filmo, ar ne? Bet dabar tai realybė. Šiandien kalbame apie kai kurias nuostabiausias naujas technologijas, kurios galėtų išspręsti didelę pasaulio vandens krizę.
Pasak Jungtinių Tautų, daugiau nei du milijardai žmonių pasaulyje neturi prieigos prie saugaus geriamojo vandens . Kai kuriose vietovėse natūraliai trūksta vandens. O klimato kaitos sukeltos sausros dar labiau paaštrino problemą. Kai kuriems žmonėms vanduo, kurį jie turi, yra nešvarus, pilnas mikrobų ir toksiškų cheminių medžiagų . Kai kuriems – ir viena, ir kita. Todėl mokslininkai ieško naujų, stebinančių būdų, kaip išspręsti šią problemą.
Dykumos kombainas: dėžė, kuri dykumoje iš oro gamina vandenį
Ore, kuriuo kvėpuojame, yra daug vandens garų, kurių nematome. Tai vienas didžiausių vandens šaltinių Žemėje.
Pasak Omaro M. Yaghi, Kalifornijos universiteto Berklyje profesoriaus, naudojant labai mažą atmosferoje esantį vandens garų kiekį, mažesnį nei 0,001 %, galėtume aprūpinti kiekvieną planetos gyventoją 50 litrų vandens per dieną .
Profesorius Yagi ir jo komanda rado naują būdą, kaip panaudoti šį didžiulį, nematomą vandens išteklių. Jie sujungė specialias molekules, kad sukurtų pastolių tipo struktūrą. Tai vadinama metalo-organiniais karkasais (MOF) . Tai nuostabūs dalykai. MOF gabalėlis, toks mažas kaip kaulas, išskleidus jį, turi dviejų futbolo aikščių dydžio paviršiaus plotą.
Jie sukūrė pleksiglaso dėžutę, pripildytą šios MOF medžiagos. Ši dėžutė įkaista veikiama saulės spindulių. Dėžutės viduje esantis MOF sugeria net ir mažiausią vandens garų kiekį iš labai sausos dykumos oro. Tada tie sugerti vandens garai virsta skysčiu ir surenkami kaip švarus, geriamas vanduo. Kaip sako profesorius Yagi: „Nėra jokios kitos medžiagos pasaulyje, kuri galėtų sugerti vandenį iš oro esant tokiai žemai drėgmei ir vėl jį išskirti, išskyrus šį MOF.“
Saulės energija varoma dėžė, pagaminta vos iš 200 gramų šio MOF, gali surinkti daugiau nei galoną (beveik 4,5 litro) vandens per dieną. Elektrinis modelis tai gali daryti nuolat visą dieną.
„Bio-smegenų toksinų detektorius“, kuris aptinka toksinus vandenyje
Nepakanka, kad vanduo būtų švarus, jis taip pat turi būti saugus. Vandenyje gali būti pavojingų toksinų, kurių negalime matyti ar jausti skonio. Pavyzdžiui, arseno , švino ir pavojingų bakterijų . Šiaurės vakarų universiteto mokslininkai bando rasti paprastą būdą juos aptikti.
Jie pasitelkė mikroorganizmų pagalbą. Šie mikroorganizmai turi nuostabų gebėjimą atpažinti vandenyje esančias toksiškas medžiagas ir nuo jų apsisaugoti. Tarsi jie turėtų specializuotas „genetines molekulines smegenis“ būtent šiam tikslui.
Kaip tai veikia?
Paprastai tariant, šie mikroorganizmai savo kūne turi tam tikrą baltymų tipą, vadinamą biosensoriais . Kai vandenyje yra toksiškos medžiagos, pavyzdžiui, švino, šis biosensorius prisijungia prie tų švino molekulių. Tuomet aktyvuojamas tam tikras mikroorganizmo organizme esantis genas, ir tas švinas yra pašalinamas iš organizmo.
Tyrėjai šiek tiek pakeitė šių biosensorių DNR struktūrą. Modifikuodami ją, jie įjungė geną, kuris skleistų šviesą (švytėtų), o ne geną, kuris skleistų nuodus, kai būtų veikiami tokių nuodų kaip švinas.
Taigi, kas dabar nutinka, kai į vandens mėginį įdedate šiuos DNR modifikuotus baltymus, jei tame vandenyje yra toksino, jis pradeda švytėti. Kuo daugiau toksino vandenyje daugėja, tuo labiau jis švyti. Tai tarsi magija!
Šiuolaikinių technologijų santrauka
Kai kurios iš šių modernių technologijų, kurios atsirado kaip pasaulinės vandens krizės sprendimai, apibendrintos toliau pateiktoje lentelėje.
| Technologijos | Kaip tai veikia | Pagrindinis privalumas |
|---|---|---|
| Dykumos kombainas | Naudojant metalo-organinius karkasus (MOF), kad būtų sugerti vandens garai net iš labai sauso oro ir pagamintas grynas vanduo. | Vanduo gali būti išgaunamas bet kur, be elektros ar didelės infrastruktūros. |
| Bio-smegenų toksinų detektorius | Genetiškai modifikuotų mikroorganizmų biosensoriai švyti vandenyje esant toksinams. | Gebėjimas greitai ir lengvai patikrinti vandens saugumą. |
| Apsaugotas nuo klaidų chloro dozatorius | Be elektros, automatiškai sumaišant reikiamą chloro kiekį su vandeniu, naudojant Venturi efektą. | Sumažinkite žmogiškųjų klaidų skaičių ir reguliariai dezinfekuokite vandenį. |
| Šoko vandens terapija | Sunkiųjų metalų, tokių kaip švinas, pašalinimas iš vandens elektrodializės būdu. | Nepašalinant iš vandens būtinų mineralų, galima pašalinti tik kenksmingus sunkiuosius metalus. |
Dar keli stebinantys sprendimai
Chloro mašina, nepaliekanti vietos klaidoms
Chloras yra galingas dezinfekantas, naikinantis vandenyje esančius mikrobus. Tačiau jį tinkamai naudoti gali būti sudėtinga. Įpylus chloro tablečių, kartais jų gali būti per daug arba per mažai. Kaip sprendimą, Tuftso aplinkos instituto tyrėjai sukūrė paprastą prietaisą, veikiantį be elektros .
Jį sudaro dvi dalys. Maža dėžutė, pritvirtinta prie vandens vamzdžio galo, ir bakas, pripildytas skysto chloro. Kai vanduo greitai teka vamzdžiu, šioje mažoje dėžutėje susidaro slėgio skirtumas. Tai vadinama Venturi efektu . Dėl šio slėgio skirtumo iš chloro bako automatiškai ištraukiamas tinkamas chloro kiekis ir sumaišomas su vandeniu. Tokiu būdu vanduo visada yra švarus, be jokių žmogiškų klaidų.
Švino pašalinimo metodas „šoko“ būdu vandeniu
Dėl sunkios sveikatos krizės, kurią sukėlė švinas Amerikos Flinto miesto vandens tiekime, Masačusetso technologijos instituto (MIT) mokslininkų grupė sukūrė naują metodą sunkiesiems metalams pašalinti iš vandens.
Jie naudojo techniką, vadinamą „šoko elektrodialize“ . Tai apima elektros naudojimą priemaišoms vandenyje atskirti. Šviną iš vandens labai sunku pašalinti, nes jis gali kitais būdais prilipti prie įrangos sienelių. Tačiau ši technika gali pašalinti 95 % švino nepašalindama iš vandens būtinų mineralų, tokių kaip natris. Tai išvalo vandenį ir palieka mineralus, kurių reikia organizmui.
Visos šios technologijos rodo mokslo ir inovacijų galią sprendžiant vieną didžiausių žmonijos iššūkių – vandens krizę. Jos labai prisidės prie žmonių apsaugos nuo ligų, kurias sukelia nešvarus vanduo, ir padės kurti sveiką ateitį. Todėl mūsų pareiga yra suprasti, koks brangus yra vanduo, ir jį vartoti taupiai.
Žinutė namo
- Didelė dalis pasaulio gyventojų susiduria su dideliais sunkumais neturėdami švaraus geriamojo vandens. Tai rimta pasaulinė sveikatos krizė.
- Mokslininkai dabar atrado nuostabių naujų technologijų, tokių kaip vandens gamyba iš oro, lengvas toksinų aptikimas vandenyje ir vandens valymas be elektros.
- Pavyzdžiui, tokios technologijos kaip metalo-organiniai karkasai (MOF), biosensoriai ir smūginė elektrodializė.
- Šie nauji atradimai suteikia didelę viltį apsaugoti žmonių sveikatą visame pasaulyje ir užkirsti kelią ligoms, plintančioms per nešvarų vandenį.
- Jei atsiranda kokių nors simptomų dėl užteršto vandens gėrimo, nedelsdami kreipkitės į gydytoją patarimo.
Vandens valymas, švarus vanduo, vandens technologijos, sausra, vandens trūkumas, moksliniai atradimai, MOF
💬 Comments (0)
Komentarų dar nepaskelbta. Pirmą kartą pridėkite savo komentarą čia.
Pridėkite savo komentarą