Modificeret ler kan fjerne herbicid fra vand

Ved at skabe pænt fordelte spalter i et lermineral, Universitetet i Groningen Professor i eksperimentel faststoffysik Petra Rudolf var i stand til at filtrere vand for at fjerne et giftigt herbicid. Efter at have fjernet forurening ved at opvarme materialet, leret kan genbruges. Sammen med kolleger fra Grækenland, Rudolf præsenterer denne principielle undersøgelse i tidsskriftet Miljøvidenskab Nano .

I Holland, der dyrkes en del sukkerroer. På disse marker, ukrudtsmidlet chloridazon er meget udbredt. Denne forbindelse er giftig for mennesker, nedbrydes ikke i naturen og vil til sidst sive ned i grundvandet. Chloridazonkoncentrationerne i grundvandet er i øjeblikket under sikkerhedstærsklen, men da det er persistent i miljøet, de forventes at stige. "Vandrensningsanlæg kan nedbryde chloridazon ved hjælp af UV-lys - men nedbrydningsprodukterne fra chloridazon er også giftige, " forklarer Rudolf.

Søjler

Rudolf har tilegnet sig en teknik til at lave veldefinerede nanokaviteter i ler, som hun tilpassede for at fælde herbicidet. "Ler er et lagdelt mineral, " Rudolf forklarer. "Lagene har en negativ ladning og er adskilt af positive ioner. Vi kan erstatte dem med molekylære søjler af vores eget design." De naturlige lertyper vaskes først og behandles derefter med natriumsalte. Natriumet erstatter de naturlige positive ioner mellem lagene. "Disse natriumioner er omgivet af en vandkappe, som skubber lagene lidt længere fra hinanden. Ved blot at tilføje søjlemolekylerne til vandet, de vil erstatte natrium."

Disse søjler er normalt lavet af siliciumoxid, med en tilføjet kemisk gruppe, der definerer affiniteten af ​​hulrummene. Rudolf:"I dette tilfælde, vi tilføjede kobberioner for at tiltrække chloridazon og dets nedbrydningsprodukter." Det funktionaliserede ler absorberede herbicidet i betydelige mængder:næsten 900 milligram pr. kg ler. "Dette er et godt resultat, og vi ser mulighed for yderligere at øge optagelsen." , Rudolf og hendes kolleger har vist, at herbicidet fjernes ved at opvarme leret, som så kan bruges igen.

Grundvand

De første resultater blev opnået ved at bruge 10 gange den højeste koncentration af chloridazon målt i miljøet. Desuden, forsøgene blev udført i rent vand. "Så, vi er nødt til at gentage dette i ægte grundvand, for at se, om andre forbindelser påvirker absorptionen." Hvis alle disse tests giver positive resultater, det næste spørgsmål er, hvordan man laver dette ler til et produkt, der kan bruges i vandbehandling. "Mulighederne er at tilføje leret til vand og derefter hente det ved filtrering, eller at bygge leret til en membran, " forklarer Rudolf.

Ved at ændre bredden af ​​slidserne og ændre søjlernes affinitet, forskellige kemiske forbindelser kunne fanges af det funktionaliserede ler. "Vi tester systemer til at fjerne to andre forbindelser fra vand, siger Rudolf. Desuden et lignende system kunne skabes ved hjælp af andre lagdelte materialer, såsom grafenoxid."