Kwikverontreiniging is een van de meest sluipende problemen in onze omgeving. Vandaag hebben mijn collega's en ik op Flinders University een nieuw materiaal onthuld dat kwik uit de omgeving kan schrobben, als gevolg van onderzoek dat moet worden uitgevoerd gepubliceerde deze week. Het materiaal - zwavel-limoneenpolysulfide - bindt zich aan kwik en verandert van kleur, wat ons helpt te zien hoe effectief het is.

Mercurius is a neurotoxine. Het ontwikkelen van foetussen is het meest kwetsbaar en kwikvergiftiging kan ontwikkelingsachterstanden bij ongeboren baby's veroorzaken.

Het belangrijkste pad voor kwik bij mensen is door het eten van vis. Kwik hoopt zich op in de weefsels van dieren, dus vissen aan de bovenkant van de voedselketen kunnen hoge en potentieel toxische niveaus bevatten. Het kan zowel chronische als acute effecten in het zeeleven veroorzaken. Zwangere vrouwen worden aanbevolen om vermijd eten grote hoeveelheden van bepaalde soorten vis.

Sinds de industriële revolutie hebben mensen de concentratie van kwik in de oceaan door 10%, en de koers stijgt.

De belangrijke bronnen van kwik in water in Australië zijn afkomstig van watervoorziening, productie, mijnbouw, olie- en gaswinning en elektriciteitsopwekking.

Ons nieuwe materiaal verwijdert niet alleen kwik uit water en bodem, maar is gemaakt van industriële afvalproducten. Ons materiaal lost dus effectief twee problemen op: vervuiling opruimen en het op een duurzame manier doen.

Wanneer het leven je Limonene geeft

Zwavel-limoneen polysulfide is een polymeer of grote molecule gemaakt, zoals de naam doet vermoeden, van zwavel en limoneen. Zwavel is het element dat bekend staat om ruiken als rotte eieren in combinatie met waterstof om waterstofsulfide te produceren. Limonene wordt gevonden in de olie van sinaasappelschil en andere citrusvruchten.

Beide zijn afvalproducten. De aardolie-industrie produceert tussen 60 miljoen en 70 miljoen ton zwavel elk jaar. Er zijn letterlijk bergen zwavel rond de aarde, ongebruikt.

De citrusindustrie produceert meer dan 70 duizend ton limoneen per jaar. Het vinden van een gebruik voor deze materialen is een belangrijke bijdrage aan de voorbereiding van duurzame materialen.

De overgrote meerderheid van polymeren (kunststoffen, rubber, verven, coatings, enz.) Zijn afgeleid van eindige voorraden aardolie. Het identificeren van nieuwe bronnen is daarom van cruciaal belang voor de duurzame productie van polymeren.

Bij afvalvalorisatie worden nieuwe toepassingen gevonden voor bijproducten die anders als afval worden opgeslagen. Door aan dit doel bij te dragen, is het nieuwe polymeer in dit onderzoek volledig gemaakt van industriële bijproducten zwavel en limoneen - geen andere onderdelen zijn vereist.

Mercury opruimen

Aan het begin van het project waren we vooral geïnteresseerd in het maken van een nieuw polymeer van algemeen verkrijgbare en duurzame materialen. Er zijn enkele recente rapporten over het gebruik van zwavel en limoneen als uitgangsmaterialen voor zeer verschillende soorten polymeren. We wilden gewoon kijken of we zowel zwavel als limoneen in hetzelfde polymeer konden gebruiken.

De chemische fusie van deze twee industriële bijproducten bleek opmerkelijk eenvoudig. De echte verrassing kwam toen we het gedrag in metaalbinding bestudeerden. Omdat het polymeer een hoog zwavelgehalte heeft, verwachtten we dat het een hoge affiniteit zou hebben voor metalen die zich binden aan zwavel. Dit was inderdaad het geval.

Bovendien vonden we dat het meer dan 50% van het kwik uit water kon verwijderen na slechts een enkele behandeling. Daaropvolgende behandelingen kunnen worden gebruikt om kwikniveaus te benaderen die geschikt zijn om te drinken.

Hoewel er andere materialen zijn die zeer efficiënt zijn in het verwijderen van kwik uit water, is ons materiaal uniek omdat het veel minder duur is. Wanneer het polysulfide wordt blootgesteld aan kwik, verandert het ook van kleur. Deze kleurveranderende of chromogene reactie was een zeer welkome verrassing. We kunnen deze eigenschap gebruiken als een sensor voor kwik.

Onze voorlopige studies geven aan dat het zwavel-limoneenpolysulfide niet toxisch is. Dit is een kritische bevinding als het polymeer direct in natuurlijke ecosystemen zoals rivieren, meren en oceanen moet worden gebruikt.

We onderzoeken momenteel de commercialisering van de technologie. Deze inspanningen zijn gericht op samenwerking met bestaande industrieën en milieuagentschappen om het materiaal te produceren en te gebruiken bij grootschalige saneringsinspanningen. We wegen ook opties voor het zoeken naar investeringen voor een startend bedrijf.

Het gebruik van het materiaal in giftig afval kan een jaar of langer weg zijn, maar we streven deze inspanningen actief na met een partnerschap tussen Flinders Partners (de commercialisatie-afdeling van Flinders University) en The University of Tulsa (medewerkers in dit onderzoek).

We willen dit materiaal gebruiken om kwik uit grondwater en grond te verwijderen. We onderzoeken ook het gebruik ervan als onderdeel van waterfilters om veilig drinkwater te garanderen. Meer in het algemeen hopen we andere wetenschappers en ingenieurs te inspireren om nieuwe en bruikbare materialen te ontwikkelen die dringende uitdagingen op het gebied van duurzaamheid aanpakken.

Over de auteur

Justin Chalker, docent synthetische chemie, Flinders University. In Pittsburgh leverde hij een bijdrage aan de totale synthese van verschillende natuurlijke producten onder leiding van Theodore Cohen. Gesteund door een Rhodes Scholarship en een National Science Foundation Graduate Research Fellowship, voltooide Justin zijn D. Phil. aan de Universiteit van Oxford onder leiding van Benjamin Davis, waar hij verschillende hulpmiddelen ontwikkelde voor de plaats-selectieve modificatie van eiwitten.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Verwante Boek:

at

Bedankt voor het bezoeken InnerSelf.com, waar er zijn 20,000+ levensveranderende artikelen waarin ‘nieuwe attitudes en nieuwe mogelijkheden’ worden gepromoot. Alle artikelen zijn vertaald naar 30+ talen. Inschrijven aan InnerSelf Magazine, dat wekelijks verschijnt, en Marie T Russell's Daily Inspiration. InnerSelf Magazine verschijnt sinds 1985.