Konstruerede sandzaps stormforurenende stoffer

University of California, Berkeley, ingeniører har skabt en ny måde at fjerne forurenende stoffer fra stormvand, muligvis imødekomme behovene hos vandstressede samfund, der leder efter måder at tappe den rigelige og alligevel underudnyttede kilde til fersk drikkevand på.

Ved hjælp af et mineralovertrukket sand, der reagerer med og ødelægger organiske forurenende stoffer, forskerne har opdaget, at det konstruerede sand kan hjælpe med at rense stormvand, der trænger ned i underjordiske akviferer, skabe et sikkert og lokalt reservoir med drikkevand til udtørrede lokalsamfund.

"Den måde, vi behandler stormvand på, især i Californien, Er ødelagt. Vi betragter det som et forurenende stof, men vi burde tænke på det som en løsning, "sagde Joseph Charbonnet, en kandidatstuderende i civil- og miljøteknik ved UC Berkeley. "Vi har udviklet en teknologi, der kan fjerne forurening, før vi lægger den i vores drikkevand i en passiv, lavpris, ikke-invasiv måde ved hjælp af naturligt forekommende mineraler. "

Som regnvand strømmer over vores tage, græsplæner og gader, det kan opsamle en masse ubehagelige kemikalier såsom herbicider, pesticider, giftige metaller, bilolie og endda hundepis. Overskydende stormvand kan også overvælde kloaksystemer og oversvømme gader og kældre. Ikke overraskende, byer udleder ofte dette forurenede vand i nærliggende floder og vandløb så hurtigt som muligt.

At lede stormvand gennem sand til underjordiske vandførere kan være en ideel løsning til opsamling af vand i byer med middelhavsklima som Los Angeles, Charbonnet sagde. Som gigantiske regnfade, akviferer kan fyldes i perioder med intens regn og derefter opbevare vand, indtil det er nødvendigt i den tørre sæson.

Byer bruger allerede indvinding af stormvand på mindre skalaer gennem konstruktioner såsom biosvaler og regnhaver, som leder stormvand gennem sand eller muld for at fjerne snavs og forhindre overfladeafstrømning. I Sun Valley -kvarteret i Los Angeles, Charbonnet og hans rådgiver, David Sedlak, arbejder sammen med lokalsamfundet for at omdanne en 46-acre grusgrav til et vådområde og vandinfiltrationssystem til stormvand.

"Inden vi byggede bygningerne, veje og parkeringspladser, der omfatter vores byer, regnvand ville trænge ned i jorden og genoplade grundvandsmagasiner, sagde Sedlak, professor i civil- og miljøteknik ved UC Berkeley og meddirektør for Berkeley Water Center. "Da forsyningsselskaber i vandstressede regioner forsøger at finde ud af, hvordan man får byens stormvand tilbage i jorden, spørgsmålet om vandkvalitet er blevet en stor bekymring. Vores belagte sand repræsenterer en billig, ny tilgang, der kan fjerne mange af de forurenende stoffer, der udgør risici for grundvandssystemer, hvor stormvand bliver infiltreret. "

Selvom det belagte sand ikke fjerner alle typer forurenende stoffer, det kan bruges sammen med andre vandrensningssystemer til at fjerne mange af de forurenende stoffer, som vand opsamler, Sagde Sedlak.

Holdet beskriver opdagelsen 30. august i journalen Miljøvidenskab og teknologi .

For at skabe det belagte sand, Karbonat blandet almindeligt sand med to former for mangan, der reagerer for at danne manganoxid. Dette harmløse mineral binder sig til organiske kemikalier såsom herbicider, pesticider, og det hormonforstyrrende bisphenol-A (BPA) og bryder dem ned i mindre stykker, der normalt er mindre giftige og mere bionedbrydelige.

"Manganoxider er noget, som jordforskere identificerede for 30 eller 40 år siden at have disse virkelig interessante egenskaber, men vi er en af ​​de første grupper, der brugte det på konstruerede måder til at hjælpe med at låse op for denne vandkilde, "Sagde Charbonnet.

Det manganoxidbelagte sand, som er en kedelig brun farve, er sikker og miljøvenlig. "Jeg garanterer, at du har noget manganoxid på din sko lige nu, fordi det er allestedsnærværende i jorden, "Sagde Charbonnet.

Charbonnet testede sandet ved at perkolere simuleret stormvand, som indeholdt en lav koncentration af BPA, gennem materialets søjler. Det belagte sand fjernede oprindeligt næsten hele BPA, men mistede sin effektivitet over tid. Imidlertid, manganoxidet kunne "genoplades" ved at bade sandet i en opløsning indeholdende en lav koncentration af chlor. Genopladning af sandet genoprettede hele manganoxidets første reaktivitet.

"Hvis du skal ind hvert år eller to og grave dette sand op og udskifte det, det er utrolig arbejdskrævende, så for at gøre dette nyttigt for samfundets interessenter er det virkelig vigtigt, at disse ting kan regenereres på plads, "Sagde Charbonnet.

Charbonnet vurderer, at det ville tage cirka to dage at genoplade et halvt meter dybt lag sand ved hjælp af 25 dele pr. Million klor i vand, den koncentration, der bruges til behandling af spildevand.

I den næste fase af forsøget, holdet udfører felttest i Sonoma County ved hjælp af stormvand fra en lokal å.