Vedenkäsittely

Nanotekniikkaa voidaan käyttää veden käsittelyyn tai puhdistukseen, kuten puhtaan veden tuottamiseen merivedestä, ympäristön saastumisen ehkäisyyn ja kunnostamistekniikoiden luomiseen veden ja maaperän saastumisen vähentämiseksi.

Vaikka valmistettujen nanomateriaalien käyttötarkoitukset tällä hetkellä rajoittuvat pääasiassa niiden käyttöön adsorbentteina, suodattimina, desinfiointiaineina ja reaktiivisina aineina, niiden käyttö kokonaisvaltaisessa vedenkäsittelyssä ja ympäristön puhdistamisessa vaikuttaa yhä lupaavammalta.

Yksi esimerkki nanomateriaalien käyttömahdollisuudesta tällä alalla on nanomittakaavan nollavalenttisen raudan kehittäminen. Tätä materiaalia voidaan käyttää pohjaveden ja vaarallisten jätteiden käsittelyyn. Valmistettujen nanomateriaalien käyttö ympäristön puhdistuksessa alkoi, kun tutkijat havaitsivat, että pieni määrä nanomittakaavan rautahiukkasia voi poistaa pohjaveden kontaminantteja, kuten polykloorattuja bifenyylejä (PCB-yhdisteitä), joiden tiedetään olevan myrkyllisiä sekä ihmisille että ympäristölle ja jotka todennäköisesti aiheuttavat syöpää. Rautananohiukkasten, kuten nanomittakaavan nollavalenttisen raudan, on havaittu olevan tehokas myös erilaisten vesiä pilaavien aineiden, kuten torjunta-aineiden, palonestoaineiden, antibioottien, kromin, arseenin ja raskasmetallien, käsittelyssä.

Nanomateriaaleilla, kuten nanomittakaavan nollavalenttisella raudalla, on useita ominaisuuksia, jotka tekevät niistä ideaalisia pilaantuneessa vedessä olevien raskasmetallien adsorbentteja, kuten

  • laaja suhteellinen pinta-ala ja pieni koko
  • suuri reaktiivisuus
  • kyky eristää raskasmetalleja
  • kyky toimia nopeasti
  • hyvä metallinsitomiskyky
  • rakenteelliset ominaisuudet, jotka mahdollistavat nanomateriaalin regeneroinnin ja uudelleenkäytön.
     

Esimerkki: Arseenin poistaminen vedestä

Arseeni on myrkyllinen puolimetalli, joka on yhdistetty useisiin syöpiin sekä muihin terveysongelmiin. Pohjaveden arseenikontaminaatiota tapahtuu luonnollisesti, ja siitä on raportoitu monissa maissa, kuten Argentiinassa, Bangladeshissa, Chilessä, Kiinassa, Intiassa, Taiwanissa ja Thaimaassa sekä joissakin EU-maissa ja Yhdysvalloissa. Arseenia joutuu pohjaveteen monilla eri tavoin, kuten luonnollisten esiintymien, kaivostuotannon, maanviljelyn tai teollisuustoiminnan myötä.

Arseenin ja muiden samankaltaisten kontaminanttien poistaminen vedestä on ollut erityinen huolenaihe tiedeyhteisölle. Nanoadsorbenttien käyttö arseenin poistamiseen saastuneesta pohjavedestä on antanut hyvin lupaavia tuloksia viime vuosina.

Categories Display