Каждый год текстильная промышленность использует 1,3 триллиона галлонов воды для окрашивания одежды - этого достаточно, чтобы заполнить 2 миллиона бассейнов олимпийского размера. Большая часть этой воды, насыщенной вредными химикатами и красителями, попадает в реки и ручьи без очистки.
Именно поэтому исследователи из Университета Халифа в Абу-Даби, Объединенные Арабские Эмираты (ОАЭ), создали новый наноматериал, который, по их словам, может очищать эти красители и другие загрязняющие вещества из промышленных сточных вод.
По словам Энаса Нашефа, руководителя проекта и профессора химической инженерии Университета Халифа, материал состоит из крошечных песчинок, видимых невооруженным глазом только в скоплениях, которые собирают загрязняющие вещества на своей поверхности и в своих порах.
Наноматериал состоит из вещества, называемого полимером, которое имитирует "клей", используемый мидиями для прикрепления к камням, в сочетании с растворителем. Найти подходящий растворитель было непросто, говорит Нашеф, поскольку большинство растворителей токсичны, но команда нашла такой, который одновременно эффективен и, что очень важно, экологичен.
"Если то, что вы используете, будет загрязнять воду, то в чем тогда выгода?" - говорит он.
Команда протестировала свой наноматериал на красно-оранжевом красителе Alizarin Red S и опубликовала свои результаты в начале этого года.
"До сих пор не обнаружено никаких токсических эффектов", - говорит Нашеф, добавляя, что полимер может быть очищен от загрязняющих веществ и затем повторно использован.
"Мы смотрим на эффективность и одновременно на окружающую среду", - говорит он.
Глобальный водный кризис
Хотя текстильная промышленность является одним из крупнейших поставщиков промышленных сточных вод, она не одинока: производство, горнодобывающая промышленность, нефтехимия, фармацевтика и сельское хозяйство усугубляют проблему.
По оценкам Организации Объединенных Наций, во всем мире ежегодно производится около 95 триллионов галлонов сточных вод, что примерно эквивалентно 41 году питьевой воды для всего человечества.
Знаменательный доклад, опубликованный в прошлом месяце Глобальной комиссией по экономике воды (GCEW), показал, что в настоящее время только 20% сточных вод подвергается очистке, и гораздо меньше перерабатывается, что способствует глобальной нехватке чистой воды. В докладе прогнозируется, что к 2030 году спрос на пресную воду превысит ее предложение на 40%.
На текстильную промышленность приходится до 20% промышленных сточных вод во всем мире - это одна из причин, по которой Нашиф и его команда решили сосредоточить свои усилия на красителях.
Они выбрали "анионные красители", поскольку существует не так много эффективных методов удаления этих типов красителей из воды. Нашеф надеется, что его высокоэффективный материал сможет внести свой вклад в решение проблемы грязных сточных вод в отрасли.
"Сейчас они могут обрабатывать (другие) красители, но с анионным красителем они сталкиваются с проблемами", - говорит Нашеф. "Поэтому им понадобится (этот наноматериал) для его очистки".
За пределами текстиля
Теперь, когда вдохновленный мидиями наноматериал показал многообещающие результаты в лаборатории, Нашеф ищет промышленных партнеров, чтобы испытать его в полевых условиях.
Он также надеется разработать решения для очистки воды не только от текстильных красителей.
Нашеф разрабатывает другой наноматериал, который, по его словам, может удалять вирусы из сточных вод больниц - инновация, которая может помочь справиться с распространением будущих пандемий.
Эти очищающие воду полимеры также могут помочь сделать процессы опреснения более устойчивыми - важный фактор для Ближнего Востока, где источников пресной воды не хватает. Опреснительные установки потребляют много энергии для удаления соли из воды. Нашеф говорит, что использование наноматериалов на основе мембран в предварительной обработке может сократить энергию, необходимую для очистки воды. "Если мы сможем сделать это целенаправленно, это снизит нагрузку на опреснительные установки", - добавляет Нашеф.
В конечном итоге Нашеф надеется, что его работа в лаборатории окажет реальное положительное влияние на водоснабжение и "сделает что-то для следующего поколения".
