Пятая часть загрязнения воды приходится на текстильные красители. Но решение, вдохновленное моллюсками, могло бы это исправить.

Рабочий собирает окрашенную ткань после сушки на солнце на красильной фабрике в Бангладеш.

Каждый год текстильная промышленность использует 1,3 триллиона галлонов воды для окрашивания одежды — этого достаточно, чтобы наполнить 2 миллиона бассейнов олимпийского размера. Большая часть этой воды, насыщенной вредными химическими веществами и красителями, без очистки стекает в реки и ручьи.

Вот почему исследователи из Университета Халифа в Абу-Даби, Объединенные Арабские Эмираты (ОАЭ), создали новый наноматериал, который, по их словам, может очищать эти красители и другие загрязнители от промышленных сточных вод.

Этот материал состоит из крошечных пескоподобных зерен, видимых невооруженным глазом в виде скоплений, которые собирают загрязняющие вещества на своей поверхности и в своих порах, говорит Энас Нашеф, руководитель проекта и профессор химического машиностроения в Университете Халифы.

Наноматериал состоит из вещества, называемого полимером, которое имитирует «клей», который используют мидии, чтобы приклеиваться к камням, в сочетании с растворителем. По словам Нашефа, найти правильный растворитель было непросто, потому что большинство растворителей токсичны, но команда определила один, который одновременно эффективен и, что особенно важно, экологически безопасен.

«Если вещь, которую вы используете, загрязняет воду, то какая от этого польза?» он говорит.

Исследователи черпали вдохновение из белка в «бородах» мидий. Эти прочные липкие нити помогают моллюскам прикрепляться к скалам и рифам.

Команда протестировала свой наноматериал на красно-оранжевом красителе под названием Alizarin Red S и опубликовала свои выводы в начале этого года.

«Пока никаких токсических эффектов не наблюдается», — говорит Нашеф, добавляя, что полимер можно очистить от загрязняющих веществ и затем использовать повторно.

«Мы смотрим на эффективность и в то же время на окружающую среду», — говорит он.

Глобальный водный кризис.

Хотя текстильная промышленность является одним из крупнейших источников промышленных сточных вод, она не одинока: производство, добыча полезных ископаемых, нефтехимия, фармацевтика и сельское хозяйство усугубляют проблему.

По оценкам Организации Объединенных Наций, во всем мире ежегодно производится почти 95 триллионов галлонов сточных вод, что примерно эквивалентно 41 году питьевой воды для всего населения.

Исторический отчет, опубликованный в прошлом месяце Глобальной комиссией по экономике водных ресурсов (GCEW), показал, что в настоящее время очищается только 20% сточных вод, и гораздо меньше перерабатывается, что способствует глобальной нехватке чистой воды. В отчете прогнозируется, что к 2030 году спрос на пресную воду превысит предложение на 40%.

На текстильную промышленность приходится до 20% промышленных сточных вод во всем мире — это одна из причин, по которой Нашеф и его команда решили сосредоточить свои усилия на красителях.

Текстильные сточные воды содержат токсичные химические вещества из красителей, которые загрязняют окружающую среду — например, сточные воды, сбрасываемые фабриками в реку Дравьявати в Индии (на фото).

Они нацелились на «анионные красители», потому что не так много эффективных методов удаления этих типов красителей из воды. Нашеф надеется, что его высокоэффективный материал поможет решить проблему грязных сточных вод в этом секторе.

«Сейчас они могут обрабатывать (другие) красители, но с анионным красителем у них возникают проблемы», — говорит Нашеф. «Поэтому им понадобится (этот наноматериал) для его лечения».

Помимо текстиля.

Теперь, когда наноматериал, вдохновленный мидиями, показал многообещающие результаты в лаборатории, Нашеф ищет промышленных партнеров, чтобы протестировать его в полевых условиях.

Он также надеется разработать решения для удаления из воды не только текстильных красителей.

Нашеф разрабатывает еще один наноматериал, который, по его словам, может удалять вирусы из больничных сточных вод — инновация, которая может помочь справиться с распространением будущих пандемий.

Эти полимеры для очистки воды также могут помочь сделать процессы опреснения более устойчивыми, что является важным фактором на Ближнем Востоке, где источники пресной воды ограничены. Опреснительные установки потребляют много энергии для удаления солей из воды. Нашеф говорит, что использование мембранных наноматериалов для предварительной обработки может сократить потребление энергии, необходимой для очистки воды. «Если мы сможем добиться этого, это снизит нагрузку на опреснительные установки», — добавляет Нашеф.

В конечном счете Нашеф надеется, что его работа в его лаборатории окажет положительное влияние на водоснабжение в реальном мире и «сделает что-то для следующего поколения».