Znajdź zawartość

Na Pennsylvania State University powstało ogniwo paliwowe produkujące wodór z materii organicznej. Nie wymaga ono użycia zewnętrznego zasilania i nie emituje do atmosfery związków węgla. Ten system może produkować wodór w każdym miejscu, w którym woda morska występuje w pobliżu ścieków. Nie jest do tego potrzebna sieć elektryczna, a całość jest neutralna pod względem emisji węgla. To niewyczerpane źródło energii - mówi profesor Bruce E. Logan. W nowym ogniwie zachodzi elektroliza, w której biorą udział mikroorganizmy produkujące wodór z materii organicznej. Już wcześniej przeprowadzano tego typu elektrolizę, jednak za każdym razem ogniwo paliwowe wymagało zewnętrznego zasilania. Teraz Logan i jego współpracownik, doktor Younggy Kim, wykorzystali różnicę w zasoleniu wody morskiej i słodkiej do uzyskania dodatkowej energii potrzebnej w całym procesie. Wyniki ich badań, opublikowanych w Proceedings of the National Academy of Sciences pokazują, że czysty wodór może być efektywnie produkowany z niewyczerpanych zasobów wody morskiej i wody słodkiej z dodatkiem biodegradowalnej materii organicznej. Efektywność ogniw wynosi 58-64 procent, co pozwala na uzyskanie 0,8 do 1,6 metra sześciennego wodoru z każdego metra sześciennego wprowadzonego płynu. Naukowcy szacują, że do przepompowywania wody w systemie zużywane jest tylko 1% produkowanej przezeń energii. Kluczem do sukcesu było wykorzystanie odwróconej elektrodializy (OED), która pozwala na pozyskanie energii z różnicy potencjałów pomiędzy wodą słodką a słoną. Już wcześniej proponowano pozyskiwanie energii z licznych membran OED, jednak okazały się one niepraktyczne. Membrany OED do hydrolizy wody potrzebują napięcia 1,8 wolta, co wymagałoby użycia aż 25 par membran. Logan wpadł na pomysł wykorzystania w jednym systemie membran oraz bakterii wytwarzających prąd z materii organicznej, co pozwoliło na zmniejszenie liczy par membran do zaledwie pięciu. W roli katalizatora została użyta platyna, jednak badania już wykazały, że możliwe jest też wykorzystanie siarczku molibdenu. Wówczas jednak wydajność systemu spada do 51%. Prace Logana były finansowane przez KAUST.

Kompostowiec różowy (Eisenia fetida), znany lepiej jako dżdżownica kalifornijska lub po prostu dżdżownica, świetnie się nadaje do przetwarzania niebezpiecznych materiałów, zawierających wysokie stężenia metali ciężkich. Dzięki temu skąposzczetowi będzie można np. rekultywować stare wysypiska śmieci (International Journal of Global Environmental Issues). Wenezuelka Lué Merú Marcó Parra z Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado ustaliła ze swoimi argentyńskimi współpracownikami, że zwierzę doskonale sobie radzi zarówno z odpadami stałymi, jak i ściekami o wysokiej zawartości metali ciężkich. Zespół przeprowadził dwa badania. Na początku naukowcy wykorzystali wyprodukowany przez dżdżownice biohumus, inaczej wermikompost, by uczynić z niego adsorbent ścieków, w których znajdowały się nikiel, chrom, wanad i ołów (przypomnijmy, że adsorbent to materiał wiążący cząsteczki, atomy czy jony na granicy faz fizycznych). Przy drugim podejściu wykorzystano dżdżownice do bezpośredniego utylizowania rtęci i arsenu w glebach wysypiska. Po ok. 2 tygodniach okazało się, że skąposzczety wykazały się 42-72-proc. skutecznością w usuwaniu arsenu i 7,5-30,2-proc. wydajnością w przypadku rtęci. Jak widać, dżdżownice mogłyby się stać tanią alternatywą dla złożonych i kosztownych metod przemysłowej rekultywacji. Warto pomyśleć o skorzystaniu z ich usług choćby ze względu na ryzyko skażenia wód powierzchniowych i gruntowych.

Chyba nikt nie wątpi, że oczyszczalnie ścieków to zakłady kluczowe dla ochrony ludzkości przed zakażeniami. Okazuje się jednak, że mogą one odgrywać także rolę w procesie... generowania nowych szczepów mikroorganizmów potencjalnie groźnych dla ludzi. Odkrycia dokonał dr Chuanwu Xi, pracownik Uniwersytetu Michigan. Naukowiec analizował wodę pobraną z pięciu różnych miejsc w oczyszczalni ścieków na terenie miasta Ann Arbor oraz w jej okolicach. Celem studium była ocena charakterystyki bakterii z rodzaju Acinetobacter żyjących w badanych próbkach. Wyniki eksperymentu są dość niepokojące. Okazuje się bowiem, że woda opuszczająca zakład zawiera co prawda znacznie mniej bakterii, niż woda do niego wpadająca, lecz znajdowała się w niej znaczna liczba bakterii opornych na działanie antybiotyków. Oznacza to, że gdyby zakaziły one organizm człowieka, leczenie takiej infekcji byłoby wyjątkowo trudne. "Rekordowe" okazy bakterii zidentyfikowanych przez dr. Xi wykazywały oporność na 7-8 antybiotyków jednocześnie. Tak silnie zmodyfikowane mikroorganizmy to rzadkość nawet na oddziałach szpitalnych. Co gorsze, nie istnieją jakiekolwiek dane na temat ewentualnego wpływu wieloopornych szczepów Acinetobacter na zdrowie człowieka, przez co oszacowanie ewentualnego ryzyka infekcji jest bardzo ciężkie. Główną przyczyną wytworzenia oporności jest ilość antybiotyków odprowadzanych do ścieków. Jak szacuje dr Xi, 20-30 lat temu dowolny lek z tej grupy błyskawicznie zniszczyłby praktycznie wszystkie bakterie obecne w wodzie przepływającej przez oczyszczalnię. Niestety, wiele lat nadużywania i niepoprawnego stosowania antybiotyków sprawiło, że mikroorganizmy dojrzewające w roztworze tych substancji stopniowo stawały się coraz mniej podatne na ich działanie. Czy w świetle uzyskanych wyników można uznać, że oczyszczanie ścieków jest procesem szkodliwym? Absolutnie nie. Problemem jest jedynie niedostateczne oczyszczanie wody z leków (pisaliśmy o tym problemie już rok temu). Można więc przypuszczać, że opracowanie technologii usuwających farmaceutyki ze ścieków mogłoby niemal całkowicie rozwiązać problem odkryty przez dr. Xi.

Jezioro Taihu jest jednym z wielu akwenów na terenie Chin, których wody w zastraszającym tempie spadają w klasyfikacji pod względem czystości. Aby to zmienić, tamtejsze władze planują wpuszczenie do zbiornika aż 20 milionów karpi - ryb znanych ze swojej zdolności do niszczenia winowajców spadku jakości wody, czyli glonów. Szacuje się, że operacja ta pozwoli na zachowanie przez jezioro Taihu czystości wystarczającej do utrzymania statusu rezerwuaru wody pitnej. Oczyszczanie wód Taihu, jednego z największych jezior w chińskiej prowincji Jiangsu, trwa od roku. Na najbliższe dni planowane jest jednak uwolnienie największej, bo liczącej aż 20 milionów osobników populacji karpi. Akcja, której koszty ocenia się na 1,3 miliona dolarów, ma pomóc w przywróceniu zbiornikowi jego dawnej czystości, która została utracona z powodu zanieczyszczenia przez ścieki z pól uprawnych, zakładów przemysłowych i osiedli ludzkich. Jak szacują chińscy badacze, karpie są idealnymi czyścicielami wód zagrożonych tzw. zakwitem, czyli nadmiernym rozwojem glonów w reakcji na podwyższone stężenie związków organicznych w wodzie. Dzieje się tak, ponieważ ryby te są w stanie pochłonąć ogromną ilość biomasy; ocenia się, że przybierają one na wadze zaledwie 1 kg na każdych 50 kg pochłoniętej przez nie biomasy. Pozostała część związków organicznych zostaje utleniona do prostych gazów i uwolniona do atmosfery, przez co utrudniony staje się wzrost niepożądanych glonów. Pomimo wielu oczywistych korzyści akcja organizowana przez chińskie władze spotyka się też z pewną dozą krytyki. Zdaniem sceptyków karpie uwolnione do Taihu mogą pochłonąć znaczną ilość toksyn, które mogą następnie zostać przekazane ludziom, gdy tylko ryby zostaną odłowione i trafią na stoły mieszkańców prowincji Jiangsu. Jest to bez wątpienia poważny argument, lecz brak reakcji władz na postępujący zakwit akwenu może doprowadzić do całkowitej utraty ważnego źródła wody pitnej dla mieszkańców prowincji Jiangsu.

Gąbki i szczotki kuchenne mogą być rezerwuarami chorobotwórczych drobnoustrojów. Naukowcy mają na to jednak prostą radę: trzeba je włożyć do kuchenki mikrofalowej... Badacze nasączali kuchenne utensylia ściekami, w których znajdowały się bakterie, wirusy, pasożytnicze pierwotniaki oraz spory bakterii, w tym także formy przetrwalnikowe Bacillus cereus. Te ostatnie niezwykle skutecznie opierają się próbom usunięcia ciepłem, związkami chemicznymi czy promieniowaniem. Ustawiając mikrofalówkę na 2 minuty pracy na pełnej mocy, udało się zabić lub unieczynnić 99% patogenów. Po 4 minutach niszczono spory Bacillus cereus. Ludzie często wkładają gąbki i szczotki do zmywarki. Jeśli jednak chcą, by były rzeczywiście odkażone, a nie po prostu uprane, powinni użyć kuchenki mikrofalowej — tłumaczy Gabriel Bitton, profesor inżynierii środowiskowej na University of Florida (Journal of Environmental Health). Inne badania wykazały, że na gąbkach i ściereczkach do naczyń pozostają patogeny z surowych jajek, mięsa i pozostałych pokarmów. Wilgoć pomaga im przeżyć. Naukowcy sugerują, by przed włożeniem do mikrofalówki kuchenne przybory namoczyć. Podgrzewana przez urządzenie woda wydaje się spełniać ważną rolę w sterylizacji.