通过电化学过程来净化受污染的水
被汞和其他有毒重金属污染的水是全世界环境破坏和健康问题的主要原因。现在,来自瑞典查尔默斯理工大学的研究人员提出了一种全新的方法,通过电化学方法来净化受污染的水。研究结果发表在科学杂志《自然通讯》上。研究结果确实超出了我们开始使用这项技术时的预期,新方法使液体中的汞含量降低了99%以上成为可能。这可以把水井控制在安全的人类消费范围之内。
根据世界卫生组织(WHO)的说法,汞是对人体健康最有害的物质之一。它可以影响神经系统,大脑的发育等等。它对儿童尤其有害,还可在怀孕期间由母亲传染给儿童。此外,汞很容易通过自然传播,可以进入食物链。例如,淡水鱼通常含有高浓度的汞。
在过去两年中,查尔默斯大学化学与化学工程系的研究人员研究了一种从水中净化汞的电化学过程。他们的方法是通过鼓励重金属离子与其他金属形成合金从水中提取重金属离子。今天,从大量的水中清除低而有害的汞水平是一个重大的挑战。工业需要更好的方法来降低汞在自然界释放的风险。
他们的新方法涉及一种金属板——一种电极——将特定的重金属与之结合。该电极由贵金属铂制成,通过电化学过程将有毒的汞从水中提取出来,形成两者的合金。用这种方法,水就被清除了汞污染。这两种金属所形成的合金非常稳定,所以不会有汞再次进入水中的危险。这种合金以前也制造过,但用途完全不同。这是电化学合金化技术首次用于净化目的。
这种新清洁技术的优点之一是电极具有很高的容量。每个铂原子可以与四个汞原子结合。此外,汞原子不仅结合在表面上,而且更深地渗透到材料中,形成厚层。这意味着电极可以使用很长时间。使用后,可控制倒空。这样,电极就可以循环使用,水银也可以安全处理。这个过程的另一个积极的方面是它非常节能。这项技术的另一个伟大之处在于它是非常有选择性的。尽管水中可能有许多不同种类的物质,但它只是除去了水银。因此,电极不会因为不必要地从水中带走其他物质而浪费容量。新方法正在申请专利,为了使这一发现商业化,新公司Atium已经成立。这项新发明已经在瑞典和国际上获得了许多奖项。
新方法的潜在用途
该技术可用于化工、矿业、金属生产等行业,减少浪费,提高废水和工艺用水的纯度。它有助于更好地清洁受污染的土地和水源。
它甚至可以用于在严重污染的环境中清洁饮用水,因为由于它的低能耗,它可以完全由太阳能电池供电。因此,它可以发展成为一种可移动的、可重复使用的水清洗技术。
更多关于环境中的重金属
水源中的重金属造成了巨大的环境问题,并影响着全世界数百万人的健康。重金属对食物链中的所有生物都是有毒的。根据世界卫生组织的说法,汞是对人体健康最危险的物质之一,它会影响我们的神经系统、大脑发育等等。这种物质对儿童和未出生的婴儿尤其危险。
今天,对有毒重金属的管理有严格的规定,以防止其在自然界的传播。但世界上有很多地方已经被污染,它们可以在雨中或空气中运输。这导致在某些环境中重金属可能变得丰富,例如淡水资源中的鱼类。
在使用重金属的工业中,需要更好的方法来回收、清洁和净化受影响的水。