Nieuw materiaal gemaakt van sinaasappelschil ruimt kwikvervuiling op

Anonim

Nieuw materiaal gemaakt van sinaasappelschil ruimt kwikvervuiling op

Milieu

Colin Jeffrey

20 oktober 2015

2 afbeeldingen

Zwavel-limoneen polymeer is een kunststof gemaakt van citroenschil (hier afgebeeld gegoten in de vorm van een plastic bouwsteen) die kwikverontreiniging zowel kan detecteren en absorberen (Credit: Flinders University)

Sinds het begin van het industriële tijdperk is kwikvervuiling gestaag toegenomen in onze omgeving, met name in rivieren en oceanen. Als gevolg daarvan bevatten roofdieren op hoog niveau in onze waterwegen vaak zeer hoge kwikwaarden, en het eten van vis met dit neurotoxine kan ernstige gezondheidsklachten veroorzaken. Nu hebben Australische wetenschappers die werken aan de Flinders University een eenvoudige en efficiënte manier ontdekt om kwik uit het milieu te verwijderen door een materiaal te gebruiken dat is gemaakt van gerecycleerde afvalschillen van citrusvruchten.

Pogingen in het verleden om kwik te verwijderen uit ertsverwerking, zoals het MCS-systeem van de EPA, omvatten vaak grote machines en complexe processen die goed minder dan 100 procent efficiënt zijn en niet echt geschikt voor maritieme omgevingen. En, kwik-adsorptiematerialen gemaakt van aluminiumoxide hebben enige belofte, een efficiënte, gemakkelijke, goedkope methode om kwikgehaltes aan veilige drinkniveaus te verwijderen met een paar behandelingen is al lang een doelstelling.

De nieuwe stof van Flinders University is echter in staat kwik uit zowel grond als water te verwijderen, is gemaakt van hernieuwbaar, gerecycled, organisch afval en biedt een efficiënte en duurzame manier voor het continu verwijderen van kwik.

Het belangrijkste ingrediënt in het nieuwe materiaal is zwavel-limoneen polysulfide, een polymeer gemaakt van zwavel en limoneen - een stof die voorkomt in de vette huid van citrusvruchten. Omdat beide belangrijke ingrediënten overblijfselen zijn van afval uit de olie- en de citrusindustrie, zijn er jaarlijks vele miljoenen tonnen van beide wereldwijd afgevoerd.

Bij het zoeken naar een toepassing voor deze bijproducten, hebben wetenschappers getracht polymeren zoals verven, kunststoffen en coatings daarvan te maken en het gebruik van aardolie te verminderen. De onderzoekers van Flinders University nemen de twee industriële bijproducten van zwavel en limoneen op in de vorm van afvalvalorisatie (in principe elke industriële verwerkingsactiviteit gericht op hergebruik, recycling of composteren van afval in nuttige producten of energiebronnen). nieuw polymeer.

"Meer dan 70 miljoen ton zwavel wordt elk jaar geproduceerd door de aardolie-industrie, dus er liggen letterlijk bergen ervan, ongebruikt, over de hele wereld, terwijl meer dan 70 duizend ton limoneen per jaar wordt geproduceerd door de citrusindustrie ( limoneen wordt voornamelijk aangetroffen in sinaasappelschillen). "zei dokter Chalker van Flinders University. "Dus dit nieuwe polymeer is niet alleen goed voor het oplossen van het probleem van kwikvervuiling, maar het heeft ook de extra milieubonus om dit afvalmateriaal goed te gebruiken terwijl het wordt omgezet in een vorm die veel gemakkelijker te bewaren is, zodat materiaal is 'volledig ' het kan gemakkelijk worden verwijderd en vervangen. "

Aanvankelijk waren ze geïnteresseerd in het eenvoudig produceren van een nieuw polymeer op deze manier, maar de onderzoekers waren verrast om te ontdekken dat het materiaal dat ze hadden gemaakt ook zeer goed leek te binden aan zware metalen. Dit, zo vermoedden de onderzoekers, was te wijten aan de affiniteit van metaal met metaal.

Met behulp van deze kennis probeerden de onderzoekers kwik aan hun nieuwe stof te binden en ontdekten dat na slechts één behandeling bijna 50 procent van het kwik in de oplossing was verwijderd. Volgens de onderzoekers kunnen volgende behandelingen het kwikniveau bijna tot het punt dat het drinkbaar is verminderen.

Een ander verrassend voordeel van het gebruik van zwavel-limoneenpolysulfide om kwik te absorberen, is dat het materiaal van kleur verandert in reactie op de blootstelling aan kwik. Dat wil zeggen, het heeft een chromogeen (kleur producerend) effect en kan dus ook worden gebruikt als een detector voor kwikvervuiling.

Op het moment dat de commercialisering van deze technologie wordt onderzocht, hopen de onderzoekers van Flinders University dit materiaal te gebruiken om kwik uit de bodem en het grondwater te logen en ook het gebruik ervan in waterfilters voor drinkwater te bestuderen.

Met hoopt wetenschappers en ingenieurs te inspireren om nieuwe en interessante methoden te bedenken om deze materialen te integreren om dringende milieu-uitdagingen op te lossen, willen de onderzoekers ook samenwerken met industrieën en milieuagentschappen om het nieuwe materiaal in bulk aan te maken voor gebruik op grote schaal kwikvervuiling opruimprojecten. Ze overwegen ook om investeringsmogelijkheden te zoeken voor een startupbedrijf.

De resultaten van dit onderzoek zullen binnenkort worden gepubliceerd in het tijdschrift Angewandte Chemie International Edition

Bron: Flinders University

Zwavel-limoneen polymeer is een kunststof gemaakt van citroenschil (hier afgebeeld gegoten in de vorm van een plastic bouwsteen) die kwikverontreiniging zowel kan detecteren en absorberen (Credit: Flinders University)

Flinders Universitaire student Max Worthington met Doctor Justin Chalker en voorbeelden van het nieuwe zwavel-limoneen polymeer (Credit: Flinders University)