Уявіть собі, що посеред безплідної пустелі існує невелика коробочка, яка може виробляти чисту питну воду з повітря. Звучить як сцена з науково-фантастичного фільму, чи не так? Але тепер це реальність. Сьогодні ми поговоримо про деякі з найдивовижніших нових технологій, які можуть вирішити гостру водну кризу у світі.
За даними Організації Об'єднаних Націй, понад два мільярди людей у світі не мають доступу до безпечної питної води . Деякі райони від природи страждають від дефіциту води. А посухи, спричинені зміною клімату, загострили проблему. Для деяких людей вода, яка у них є, брудна, повна мікробів та токсичних хімікатів . Для деяких – і те, й інше. Тож вчені знаходять нові, несподівані способи вирішення цієї проблеми.
Пустельний комбайн: Коробка, яка виробляє воду з повітря в пустелі
Повітря, яким ми дихаємо, містить велику кількість водяної пари, яку ми не можемо бачити. Це одне з найбільших джерел води на Землі.
За словами Омара М. Ягі, професора Каліфорнійського університету в Берклі, використовуючи крихітну кількість водяної пари в атмосфері, менше ніж 0,001%, ми могли б забезпечити 50 літрами води на день кожну людину на планеті.
Професор Ягі та його команда знайшли новий спосіб використання цього величезного, невидимого водного ресурсу. Вони поєднали спеціальні молекули, щоб створити структуру, подібну до каркасу. Вони називаються металоорганічними каркасами (MOF) . Це дивовижні речі. Шматочок MOF, розміром з кістку, має площу поверхні , рівну двом футбольним полям, якщо його розкласти.
Вони створили коробку з плексигласу, заповнену цим матеріалом MOF. Ця коробка нагрівається під впливом сонячного світла. MOF всередині коробки потім поглинає навіть найменшу кількість водяної пари в повітрі дуже сухої пустелі. Потім ця поглинена водяна пара перетворюється на рідину та збирається у вигляді чистої питної води. Як каже професор Ягі: «У світі немає іншого матеріалу, який міг би поглинати воду з повітря за такої низької вологості та знову її вивільняти, окрім цього MOF».
Коробка на сонячній енергії, виготовлена лише з 200 грамів цього металопластику, може збирати понад галон (майже 4,5 літра) води на день. Модель з електричним живленням може робити це безперервно протягом усього дня.
«Біодетектор токсинів мозку», який виявляє токсини у воді
Недостатньо просто бути чистою водою, вона також має бути безпечною. Вода може містити небезпечні токсини, які ми не можемо бачити чи відчувати на смак. Наприклад, миш'як , свинець та небезпечні бактерії . Дослідники з Північно-Західного університету намагаються знайти простий спосіб їх виявлення.
Для цього вони залучили допомогу мікроорганізмів. Ці мікроорганізми мають дивовижну здатність розпізнавати токсичні речовини у воді та захищатися від них. Це ніби у них є спеціалізований «генетичний молекулярний мозок» саме для цієї мети.
Як це працює?
Простіше кажучи, ці мікроорганізми мають у своєму тілі тип білка, який називається біосенсорами . Коли у воді є токсична речовина, наприклад, свинець, цей біосенсор прикріплюється до цих молекул свинцю. Потім певний ген в тілі цього мікроорганізму активується, і цей свинець виводиться з організму.
Дослідники взяли ці біосенсори та трохи змінили структуру їхньої ДНК . Модифікуючи її, вони активували ген, який випромінював би світло (світіння), замість гена, який виділяв би отруту під час контакту з отрутою, такою як свинець.
Отже, що відбувається зараз? Коли ви додаєте ці ДНК-модифіковані білки до зразка води, якщо у воді є токсин, вона починає світитися. Чим більше токсину у воді, тим більше вона світиться. Це як магія!
Короткий огляд сучасних технологій
Деякі з цих сучасних технологій, що з'явилися як рішення світової водної кризи, узагальнено в таблиці нижче.
| Технології | Як це працює | Ключова перевага |
|---|---|---|
| Пустельний комбайн | Використання металоорганічних каркасів (MOF) для поглинання водяної пари навіть із дуже сухого повітря та отримання чистої води. | Воду можна виробляти будь-де, без електрики чи великої інфраструктури. |
| Детектор біотоксинів мозку | Біосенсори генетично модифікованих мікроорганізмів світяться у присутності токсинів у воді. | Можливість швидко та легко перевірити безпеку води. |
| Дозатор хлору без помилок | Без електрики, автоматично змішує потрібну кількість хлору з водою за допомогою ефекту Вентурі. | Мінімізуйте людські помилки та регулярно дезінфікуйте воду. |
| Шокова водна терапія | Видалення важких металів, таких як свинець, з води за допомогою ударного електродіалізу. | Тільки шкідливі важкі метали можна видалити, не видаляючи з води необхідні мінерали. |
Ще кілька несподіваних рішень
Хлорна машина, яка не залишає місця для помилок
Хлор – це потужний дезінфікуючий засіб, який знищує мікроби у воді. Але його правильне використання може бути складним. Коли ви додаєте таблетки хлору, іноді їх може бути забагато або замало. Як рішення, дослідники з Інституту навколишнього середовища Тафтса розробили простий пристрій, який працює без електрики .
Він складається з двох частин. Невеликої коробки, прикріпленої до кінця водопровідної труби, та резервуара, заповненого рідким хлором. Коли вода швидко тече по трубі, всередині цієї невеликої коробки створюється різниця тисків. Це називається ефектом Вентурі . Завдяки цій різниці тисків, потрібна кількість хлору автоматично витягується з резервуара для хлору та змішується з водою. Таким чином, вода завжди чиста, без будь-яких людських помилок.
Метод видалення свинцю за допомогою «шокової» води
Через серйозну кризу в галузі охорони здоров'я, спричинену свинцем у системі водопостачання американського міста Флінт, група вчених з Массачусетського технологічного інституту (MIT) розробила новий метод видалення важких металів з води.
Вони використовували техніку під назвою «шоковий електродіаліз» . Вона передбачає використання електрики для відділення домішок у воді. Свинець дуже важко видалити з води, оскільки він може прилипати до стінок обладнання іншими способами. Але ця техніка може видалити 95% свинцю, не видаляючи з води важливі мінерали, такі як натрій. Це очищає воду та залишає мінерали, необхідні організму.
Усі ці технології демонструють силу науки та інновацій у вирішенні однієї з найбільших проблем людства – водної кризи. Вони значною мірою допоможуть врятувати людей від хвороб, спричинених брудною водою, та побудувати здорове майбутнє. Тому наш обов’язок – розуміти, наскільки цінна вода, та використовувати її економно.
Повідомлення на винос
- Значна частина населення світу стикається з серйозними труднощами, не маючи доступу до чистої питної води. Це серйозна глобальна криза охорони здоров'я.
- Вчені відкрили дивовижні нові технології, такі як отримання води з повітря, легке виявлення токсинів у воді та очищення води без електрики.
- Прикладами цього є такі технології, як металоорганічні каркаси (MOF), біосенсори та шоковий електродіаліз.
- Ці нові відкриття дають велику надію на захист здоров'я людей у всьому світі та запобігання поширенню захворювань через брудну воду.
- Якщо у вас виникнуть будь-які симптоми внаслідок вживання забрудненої води, негайно зверніться до лікаря за консультацією.
Очищення води, чиста вода, водні технології, посуха, дефіцит води, наукові відкриття, Міністерство фінансів США
💬 Comments (0)
Ще немає коментарів. Додайте свій коментар тут уперше.
Додайте свій коментар