شن‌های مهندسی شده‌ای که می‌تواند آلودگی‌های آب را برطرف کند

آب یکی از منابع با ارزش ما است. برای افرادی که دسترسی ماندگار به این مایع  حیات‌بخش دارند، غیبت آن می‌تواند مانند یک کابوس پارآرمانشهری به نظر برسد. اما طبق اعلام سازمان بهداشت جهانی حدود ۷۸۳ میلیون نفر از آب پاکیزه در سراسر جهان محروم هستند و حتی در ایالات متحده برخی از مناطق در معرض خشکسالی‌های طولانی مدت قرار دارند.

محققان دانشگاه برکلی کالیفرنیا در حال کار بر روی راه‌حل کم هزینه برای استفاده‌ی بهتر از آب هستند. آنها شن و ماسه را طوری مهندسی کرده‌اند که دانه‌ها در ترکیبات مخصوص واکنش‌دهنده پوشانده شده و به تخریب آلاینده‌های آلی موجود در آب می‌پردازند. این راه حل می‌تواند برای کمک به تامین منابع محلی آب آشامیدنی برای جوامع تحت فشار مورد استفاده قرار گیرد.

دیوید سدلک، مهندس عمران و محیط زیست در دانشگاه برکلی که در این پروژه به عنوان مشاوره حضور داشته، گفت:

در تمام مکان‌های خشک ، باران به اندازه‌ی کافی در محدوده شهر می‌بارد تا آب‌هایی را که ما می‌نوشیم و یا در خانه‌ها استفاده می‌کنیم، تامین شود. متاسفانه، ما نمی‌توانیم مخازن را در یک شهر شلوغ بسازیم و بشکه‌های بارانی خیلی کوچک هستند که بتوانیم تمام آب‌هایی را که نیاز است، نگه داریم. برای جذب آب باران که در شهرهای ما در زمین فرو می‌رود، مهندسان روش‌های جدیدی را برای نفوذ آب باران به زمین، که بوسیله‌ی آن می‌توان آب را در آبخوان‌های زیرزمینی ذخیره کرد، ایجاد نموده‌اند.

مشکل این است که بیشتر آب باران در پشت بام‌ها، پیاده‌رو‌ها، و پارکینگ‌ها  از بین می‌برد، و مواد شیمیایی و مواد معدنی آلیآن را  آلوده می‌کند،و تقریبا  غیرقابل استفاده می‌شود.

سدلک و دانشجوی کارشناسی جوزف ساربونت چیزی را توسعه داده‌اند که امیدوارند یک راه حل کم هزینه برای استفاده از  آب باران و مصرف خانوار باشد. شن و ماسه  در دو نوع منگنز بوده و به اکسید منگنز تولیدی توسط شن و ماسه مهندسی شده نسبت به مواد شیمیایی مانند علف کش‌ها و سموم واکنش نشان می‌دهد و آنها را از آب خارج می‌کند.

سدلک گفت:

اگر ما می‌خواهیم که آب در حال نفوذ به زمین را جمع‌آوری کنیم باید از تکنولوژی‌هایی استفاده کنیم که ساده و ارزان هستند و به نظارت زیادی نیاز ندارند. آب باران به طور معمول از طریق شن و ماسه به آبخوان‌ها نفوذ می‌کند. ما یک روش جدید را برای پوشش سطح دانه‌های شن و ماسه با یک لایه نازک از اکسید منگنز اختراع کرده‌ایم.

ایده‌ی تیم تحقیق این است که ماسه‌های مهندسی شده را به حوضچه‌های بازیافت آب جاری اضافه کنید، جایی که در حال حاضر شن و ماسه استاندارد استفاده می‌شود. سپس آب باران از طریق شن و ماسه به آبخوان نفوذ خواهد کرد. در ماه‌های بارانی، آبخوان می‌تواند دوباره پر شود و منبع آب را برای فصل‌های خشک فراهم کند.

شن و ماسه مهندسی شده‌ی تیم برکلی تمام آلاینده‌ها را حذف نمی‌کند، به این معنی که باید سایر سیستم‌های تصفیه هم مورد استفاده قرار گیرد تا قابل شرب شود. سدلک به کار مکمل در مرکز تحقیقات مهندسی بنیاد ملی علوم برای بازسازی زیرساخت آب شهری کشور اشاره می‌کند، جایی که آنها موادی را  برای حذف فلزات سمی‌ و میکروب‌های بیماریزا تولید می‌کنند.

مقاله ای که به بررسی این تحقیق پرداخته در ماه گذشته در مجله Science & Technology Environmental منتشر شده است.