Решение проблемы с водой? Давайте узнаем о странном ящике, который собирает воду в небе! (Технология очистки воды)

Представьте, что посреди бесплодной пустыни находится небольшая коробка, способная получать чистую питьевую воду из воздуха. Звучит как сцена из научно-фантастического фильма, не правда ли? Но теперь это реальность. Сегодня мы поговорим о некоторых из самых удивительных новых технологий, которые могут решить острую проблему нехватки воды в мире.

По данным Организации Объединенных Наций, более двух миллиардов человек в мире не имеют доступа к безопасной питьевой воде . В некоторых регионах вода засушливается естественным образом. Засухи, вызванные изменением климата, усугубили проблему. Для некоторых людей имеющаяся у них вода грязная, полна микробов и токсичных химикатов . Для других — и то, и другое. Поэтому ученые находят новые, неожиданные способы решения этой проблемы.

Desert Harvester: Устройство, позволяющее получать воду из воздуха в пустыне.

Воздух, которым мы дышим, содержит большое количество водяного пара, который мы не можем увидеть. Это один из крупнейших источников воды на Земле.

Профессор Яги и его команда нашли оригинальный способ использовать этот огромный, невидимый источник воды. Они объединили специальные молекулы для создания каркасоподобной структуры. Эти структуры называются металлоорганическими каркасами (МОК) . Это удивительные вещи. Кусочек МОК размером с кость, если его разложить, будет иметь площадь поверхности , равную двум футбольным полям .

Они создали коробку из плексигласа, заполненную этим материалом MOF. Эта коробка нагревается под воздействием солнечного света. Затем MOF внутри коробки поглощает даже мельчайшее количество водяного пара из воздуха очень сухой пустыни. После этого поглощенный водяной пар превращается в жидкость и собирается в виде чистой питьевой воды. Как говорит профессор Яги: «В мире нет другого материала, способного поглощать воду из воздуха при такой низкой влажности и снова выделять ее, кроме этого MOF».

Коробка, работающая на солнечной энергии и изготовленная всего из 200 граммов этого MOF, может собирать более галлона (почти 4,5 литра) воды в день. Модель с электрическим питанием может делать это непрерывно в течение всего дня.

«Биодетектор токсинов в мозге», обнаруживающий токсины в воде.

Недостаточно, чтобы вода была чистой, она также должна быть безопасной. Вода может содержать опасные токсины, которые мы не можем увидеть или почувствовать на вкус. Например, мышьяк , свинец и опасные бактерии . Исследователи из Северо-Западного университета пытаются найти простой способ их обнаружения.

Для этого они привлекли к делу микроорганизмы. Эти микроорганизмы обладают удивительной способностью распознавать токсичные вещества в воде и защищаться от них. Как будто у них есть специализированный «генетический молекулярный мозг» именно для этой цели.

Как это работает?

Проще говоря, в организме этих микроорганизмов есть тип белка, называемый биосенсором . Когда в воде присутствует токсичное вещество, например, свинец, этот биосенсор прикрепляется к молекулам свинца. Затем активируется определенный ген в организме этого микроорганизма, и свинец выводится из организма.

Исследователи взяли эти биосенсоры и слегка модифицировали их структуру ДНК . Модифицировав её, они активировали ген, излучающий свет (свечение), вместо гена, выделяющего яд при воздействии яда, такого как свинец.

Итак, что происходит дальше: когда вы добавляете эти модифицированные ДНК-белки в образец воды, если в этой воде есть токсин, она начинает светиться. Чем больше токсина в воде, тем сильнее она светится. Это как волшебство!

Краткий обзор современных технологий

Некоторые из современных технологий, ставших решениями мирового водного кризиса, кратко описаны в таблице ниже.

Еще несколько неожиданных решений

Аппарат для обработки хлора, исключающий любые ошибки.

Хлор — мощное дезинфицирующее средство, уничтожающее микробы в воде. Однако его правильное использование может быть непростым. При добавлении хлорных таблеток иногда может получиться слишком много или слишком мало хлора. В качестве решения исследователи из Института окружающей среды Тафтского университета разработали простое устройство, работающее без электричества .

Система состоит из двух частей: небольшого ящика, прикрепленного к концу водопроводной трубы, и резервуара, заполненного жидким хлором. Когда вода быстро течет по трубе, внутри этого ящика создается разница давлений. Это называется эффектом Вентури . Благодаря этой разнице давлений, необходимое количество хлора автоматически извлекается из резервуара и смешивается с водой. Таким образом, вода всегда чистая, без каких-либо ошибок, связанных с человеческим фактором.

Метод удаления свинца путем «шоковой обработки» воды.

В связи с серьезным кризисом здравоохранения, вызванным наличием свинца в водоснабжении американского города Флинт, группа ученых из Массачусетского технологического института (MIT) разработала новый метод удаления тяжелых металлов из воды.

Они использовали метод, называемый «шоковый электродиализ» . Он предполагает использование электричества для отделения примесей от воды. Свинец — очень трудноудаляемое вещество, поскольку он может прилипать к стенкам оборудования другими способами. Но этот метод позволяет удалить 95% свинца, не удаляя при этом необходимые минералы, такие как натрий. Это очищает воду, оставляя в ней минералы, необходимые организму.

Все эти технологии демонстрируют силу науки и инноваций в решении одной из величайших проблем, стоящих перед человечеством, — водного кризиса. Они в значительной степени помогут спасти людей от болезней, вызванных загрязненной водой, и построить здоровое будущее. Поэтому наш долг — понимать, насколько ценна вода, и использовать ее экономно.

Очистка воды, чистая вода, водные технологии, засуха, нехватка воды, научные открытия, MOF