Вода является источником жизни, а доступ к чистой воде – вопрос первостепенной важности. Примеси и бактерии чаще всего вредят здоровью человека, а полноценно очистить воду – практически невозможно. Даже в фильтрованной воде содержится около 21 млн колоний бактерий. Для очистки крупных водных сооружений и природных источников уже используются солнце, химические реагенты, инновационные фильтры, искусственный интеллект и даже бактерии. Но поиск новых решений продолжается.
Первая жизнь для воды, вторая жизнь для металлов
Ученые из Сибирского федерального университета (СФУ) в России совместно с коллегами из Китая нашли способ экологичного очищения сточных промышленных вод. Инновационность технологии заключается в методе обработки жидкости – «взбивании», после которого загрязнения выпадают в осадок. Процесс дезинфекции называется «кавитация». В результате резких перепадов давления в воде во время кавитации образовываются пузырьки, состоящие из кислорода и перекиси водорода. Данные соединения являются мощными окислителями, поэтому быстро вступают в реакцию с тяжелыми металлами, которые впоследствии выпадают в осадок. После удаления осадка из воды, металлы – такие как никель, железо и медь, могут быть легко выведены из соединения с кислородом и повторно использованы в производстве. Подробнее тут.
Использование ИИ для контроля качества воды
Американская технологическая компания «Microsoft» создала проект «Clean water AI», в котором искусственный интеллект обучает модель нейронной сети, а затем внедряет ее во вторичные устройства, которые обнаруживают и классифицируют вредные бактерии и частицы. Для определения загрязнения системе нужна лишь одна капля воды из объекта. В дальнейшем благодаря автоматическому распознаванию микрочастиц через микроскоп искусственный интеллект сможет определить, пригодна и безопасна ли вода для употребления. Города смогут устанавливать такие устройства в системах водоснабжения для мониторинга ее качества в режиме реального времени. Подробнее тут и тут.
Органика против загрязнения
Коллектив российских ученых из Тульского государственного университета, Санкт-Петербургского государственного технологического института, а также итальянские ученые из университета Генуи разработали препарат нового поколения, очищающий воду от нефти за два дня. Для производства препарата использовали штаммы бактерий-нефтедеструкторов, которые покрыты гуминовыми кислотами — естественными разрушителями нефтяных фракций. Благодаря тому, что при разрушении нефти формируется разное количество типов пленок, можно отслеживать виды загрязнений и подбирать наиболее эффективный путь решения. Данная технология способна разрушать сырую нефть, дизельное топливо, синтетические моторные масла и опасные отходы. Подробнее тут.
Солнечный свет спасает от болезней
Ученые из Американского университета Stanford изобрели безопасный порошок для быстрой дезинфекции питьевой воды с помощью света. Порошок представляет собой безвредное металлическое соединение, которое поглощает как УФ-излучение, так и видимый свет высокой энергии. Порошок состоит из наночешуек оксида алюминия, сульфида молибдена, меди и оксида железа. Оксиды вступают в реакцию с водой, используя солнечный свет как катализатор (ускоритель реакции), и высвобождают перекись водорода и гидроксильные радикалы – одни из наиболее биологически разрушительных форм кислорода. Вновь образовавшиеся химические вещества быстро убивают бактерии, серьезно повреждая их клеточные мембраны. Если же бактерии не были обнаружены, перекись водорода и радикалы вновь распадаются на воду и кислород, которые безопасны для питья. Весь процесс занимает не более 60 секунд при дезинфекции 200 мл воды. Подробнее тут.
Бактерии-спасители
Студенты из Американского университета «USC Dornsife» в рамках проекта «Toxi-Gone» создали микробов для быстрого удаления отходов лекарственных препаратов из воды. Команда разработала биосенсор, который распознает токсические вещества в воде, используя генетически модифицированные дрожжи. Почувствовав примеси, дрожжи посылают биохимический сигнал генно-модифицированным бактериям, заставляя их расщеплять токсин и метаболически превращать его в безвредный продукт. Данная смесь может быть использована как для очистки крупных водных объектов, так и в виде фильтра при сбросе сточных вод. Подробнее тут.
Подборку подготовила Анна Алексеева, ИА ИНФРАГРИН
