从木瓜到3D打印:净化水的新创意

  • 发布时间:2021-10-08 20:44:18
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目前,22 亿人无法获得安全管理的饮用水服务,42 亿人缺乏安全管理的卫生服务。而且这个问题正在加剧——到 2032 年,地球上一半以上的人口可能会缺乏饮用水,除非采取紧急行动。依靠易于获取的技术和材料来净化水的新方法是一种很有前景的解决方案。

虽然大公司传统上以利润的名义推动创新,但与全球机构的合作有助于促进所有人都可以使用的技术的发展。寻找防止预测的水资源短缺的方法需要将私营公司和全球机构联系起来的计划,以便为全球利益进行创新。

例如,生命绿色化学(GCFL) 为开发水净化方法的科学家提供资金。GCFL 资助计划旨在为来自世界各地从事基础研究、遵循绿色化学 12 条原则的有前途的年轻科学家提供资金。该计划由联合国教科文组织和 IUPAC 赞助,由俄罗斯肥料生产商 PhosAgro 以预算外资金资助。首批赠款于 2014 年发放,但在某些情况下,被选中接受资金的项目早在 2005 年就已启动。

以下是一些赠款示例:

1.木瓜废料净化废液

木瓜果皮具有天然吸水性,有望成为去除污水中铅的有效方法。Sharifah Rafidah Wan Alwi 于 2014 年获得了 GCFL 赠款,以资助他对使用果皮(Carica papaya)提取活性炭作为从液体废物中去除铅的一种天然、廉价的方法的研究。这位来自马来西亚的 30 岁科学家认为,他的工作将改善水质并减少食品生产设施中的食物浪费。

2. 重金属离子光学传感器

Gasser Mohamed Khairy Ali Mostafa 是埃及苏伊士运河大学化学系一个研究小组的成员,他获得了一项资助,用于开发可以检测饮用水中重金属离子的廉价光学传感器。光学传感器由一块含有固定在透明基底上的显色试剂的膜组成。他正在开发的传感器将通过防止使用被有毒重金属污染的水来改善公众健康。

3. 气芯反应堆设计的 3D 打印

研究科学家 Natalia Quici 正在设计使用 3D 打印机制造的廉价气芯反应堆,该反应堆可以通过将二氧化碳转化为有用的化学物质来减少二氧化碳排放。Natalia 是阿根廷国家原子能委员会下属国家科学技术研究委员会的研究科学家,她的项目也有可能成为气候变化解决方案以及饮用水短缺解决方案。Natalia 的目标之一是将这些反应堆集成到水处理设施中,将二氧化碳作为副产品排放,这将通过减少排放使水净化技术更加环保。

4. 用生物纳米催化剂回收污水

ReCoVer 项目由 29 岁的 Enrico Ravera 基于三种不同的化学概念开发。首先是某些物质在日晒下会产生活性形式的氧气。第二是有酶可以利用这些活性形式氧化有机化合物。第三是某些蛋白质可以是物质的基质。这三个概念的结合有助于创造特定的化学物质,以有效氧化有机化合物。Enrico 新技术的目标是创造一种功能材料,用于在日光下氧化芳香族化合物。第一个实际应用是在不使用危险溶剂或没有苛刻的化学反应条件的情况下合成一些精细化学品。最终,ReCoVer 的目标是将这种材料用于污水净化。

5、磷石膏净化及饮用水源保护特等奖

通过生命绿色化学计划,PhosAgro 支持消除饮用水潜在威胁的研究。需要解决的关键问题之一是磷石膏的加工,磷石膏是用于制造肥料的磷酸生产的副产品。磷石膏垃圾可能会污染土壤以及地表水和地下水。为了尽量减少污染饮用水的风险,需要引入有效的技术来去除磷石膏中的有毒物质。PhosAgro为开发磷石膏净化技术解决方案的年轻科学家设立了一个特别奖,从而帮助解决全球性问题——保护饮用水源。

印度加尔各答 Jadavpur 大学的 Paltu Kumar 博士因开发一种利用当地微生物对印度磷酸植物中的磷石膏进行生物修复的技术而获奖。该技术利用微生物优化从磷石膏堆中提取和处理有害物质的过程,从而防止它们进入地下水和饮用水源。

COVID-19 大流行对生命绿色化学计划的影响

GCFL 成立八年来,由来自 11 个国家的 13 名科学家和科学管理人员组成的国际评审团审查了来自 120 个国家的年轻研究人员提交的 700 多份申请。资助了来自 29 个国家的 41 名科学家。由于 COVID-19 和许多国家制定的公共卫生安全措施导致大学和研发机构的工作多次中断,2020 年没有举办获奖者颁奖活动。决定将申请的提交时间延长至 2021 年 1 月 31 日。 2020 年和 2021 年提交的最有趣和最有前途的项目的颁奖典礼将于 2022 年初举行。

大流行不仅扰乱了这一特定计划,而且加强了对清洁水的需求,将其作为健康、粮食和营养安全的重要组成部分。获得清洁水——以及控制感染和 COVID-19 等病毒传播所需的卫生设施——是联合国可持续发展目标 6:清洁水和卫生设施的核心。加快实现这一目标所需的行动将需要创新的技术方法,而开发这些解决方案的最有效和最有效的方法是通过旨在促进和资助创新的公共和私人合作伙伴关系。

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