Как платината може да помогне за пречистването на отпадъчните води, да ги направи годни за пиене

В хартия публикувано в списанието Наука и технологии за околната средаизследователите въвеждат идеята за използване на платина за почистване на токсините във водата по същия начин, по който металът се използва в каталитични преобразуватели за почистване на замърсителите на въздуха в ауспуха на автомобила. Според тях благородният метал може да се използва за ускоряване на окисляването, за да се трансформират някога токсичните алдехиди в безвредни карбоксилни киселини.

„Когато отпадъчните води се рециклират, получената вода е много чиста, но не 100% чиста“, каза Дан Маккъри, един от съавторите на изследването, в изявление за медиите. „Все още има малко количество органичен въглерод, който може да бъде открит и тези въглеродни атоми могат да бъдат прикрепени към молекули, които са много токсични или напълно невинни. Това смущава хората от години, особено защото въглеродът е в състояние да премине през толкова много лечебни слоеве и бариери.

Според Маккъри, проучване, проведено в UC Berkeley, разкрива, че една трета до половината от тези молекули присъстват под формата на алдехиди.

Алдехидите са химични съединения, характеризиращи се с въглероден атом, който споделя двойна връзка с кислороден атом, единична връзка с водороден атом и единична връзка с друг атом или група атоми. Те също така като цяло са токсични за хората, което означава, че тяхната дългосрочна консумация може да доведе до различни хронични и животозастрашаващи заболявания като рак.

Досега обаче каталитичното окисляване на органични замърсители във вода без електрохимия, добавяне на окислителни химикали, приемащи електрони, или фотохимия, не беше устойчиво демонстрирано.

Въведете платина, един от малкото оксиданти, който е нетоксичен и може да използва кислорода във водата, за да катализира реакция абиотично, без да се използват микроби.

Маккъри обясни, че има около осем милиграма на литър разтворен кислород във вода. Докато O2 е мощен окислител от термодинамична гледна точка, реакцията е бавна. С платината процесът се ускорява. За известно време МакКъри и неговият екип от изследователи използваха платина за окисляване на различни фармацевтични продукти като експеримент. След година опити и грешки се появи идеята за използване на платина в пречистването на водата за окисляване на замърсителите.

„Това ще се случи по същество безплатно и тъй като кислородът вече е във водата, това е най-близкото до окисляване без химикали“, каза изследователят.

Цената на платината

Маккъри призна, че платината е скъпа, но също така отбеляза, че цената, както за каталитичния конвертор на автомобил, е относителна. „В колата ви вероятно има между един и 10 грама платина. Сумата не е тривиална. Ако е достатъчно евтино да се постави в Honda Civic, вероятно е достатъчно евтино да се постави в пречиствателна станция “, каза той.

Ученият поясни, че неговият пробив не е толкова релевантен за повечето съществуващи инсталации за повторна употреба на вода, тъй като много от тях предпочитат непряката повторна употреба за пиене. Това е мястото, където, след като всички процеси на пречистване и рециклиране на водата приключат, водата се изпомпва обратно в земята – така че те по същество създават нови подземни води, чиито алдехиди вероятно са изядени от някои микроби.

„Но все повече хора говорят за директна повторна употреба за пиене“, каза Маккъри. „Когато говорим за затворен воден контур, при който водата отива от пречиствателната станция за отпадъчни води към инсталацията за повторна употреба и след това или към инсталация за питейна вода, или директно в разпределителната система в домовете и бизнеса“.

В тези случаи алдехидите могат потенциално да достигнат до потребителите. Макар че в момента те не са регулирани, Маккъри подозира, че наличието на алдехиди в рециклираните отпадъчни води скоро ще привлече вниманието на регулаторите.

„Това е проблемът, за който не осъзнавахме, че имаме решение, но сега знаем, че този катализатор, който използвахме за окисляване на произволни фармацевтични продукти за забавление, работи чудесно при окисляване на алдехиди – и би позволил директна повторна употреба на вода за пиене за да отговарят на бъдещите регулаторни насоки и стандарти за безопасност “, каза изследователят.