Applications de la nanotechnologie dans le domaine de la purification de l'eau
2024-02-29
Instructeur assistant Bara’a Yousef Hussein
Centre de développement du bassin supérieur de l'Euphrate / Université d'Anbar
La nanotechnologie a fait d'énormes progrès dans la technologie de production plus propre, représentée par la réduction des déchets industriels, éliminant ainsi la pollution industrielle, améliorant l'efficacité de l'utilisation des ressources économiques disponibles, ainsi que travaillant à la production de plastiques nano-résistants à la chaleur et de produits pétroliers.. Où des nanomatériaux respectueux de l'environnement sont utilisés qui réagissent avec les rayons ultraviolets, permettant le processus d'auto-nettoyage des matériaux tels que les fenêtres et le verre des voitures, ainsi que l'utilisation de nanoparticules qui agissent pour se débarrasser des polluants et éliminer les odeurs désagréables telles que l'utilisation de particules d'argent et de nanoparticules de dioxyde de titane, et il existe de nombreuses applications pour cette merveilleuse technologie dans le domaine de l'agriculture, de la biologie, de l'ingénierie et d'autres domaines..
Dans ce qui suit, nous parlerons des applications environnementales vertes les plus importantes de la nanotechnologie dans le futur, qui est le domaine de la purification de l'eau :
L'eau douce représente environ 3 % dont deux tiers sont gelés et le 1 % restant pour la consommation mondiale (approvisionnement mondial), fourni à l'échelle mondiale, et aujourd'hui 1,1 milliard de personnes n'ont pas accès à une eau potable sûre (saine), et 2,4 milliards manquent d'un système de services d'assainissement, 80 % des maladies dans les pays en développement sont causées par de l'eau polluée ((assainissement). La demande en eau augmente avec la croissance démographique, et l'augmentation de la consommation par habitant, et deux tiers du monde sont menacés de soif d'ici 2050.
Le cycle hydrologique mondial a maintenu la provision et la pureté de l'eau douce pendant l'échange d'eau entre l'océan, la terre et l'atmosphère par un rechargement permanent des eaux souterraines, des rivières et des lacs, et cela a généré une garantie d'économie et de pureté de l'eau, mais les diverses activités humaines résultant de développements économiques considérables sur une longue période (activités industrielles et agricoles, développement urbain, combustion de combustibles fossiles) ont contribué de manière significative à la pollution de l'eau et à l'augmentation de la demande pour celle-ci (le prélèvement d'eau a augmenté pendant la période de 1900 à 2010 de plus de huit fois). Cela a également conduit à un changement climatique significatif, à l'augmentation des températures, à la montée du niveau de la mer, à la fonte des neiges et à des précipitations erratiques, alors que les précipitations ont considérablement augmenté dans certaines parties du monde, provoquant des rivières à déborder et à inonder, tandis que dans d'autres, elles ont diminué, provoquant sécheresse et désertification. Ainsi, les ressources en eau dans de nombreuses parties du monde ont été affectées et deviennent quantitativement épuisées et encore plus polluées, et le besoin croissant pour elles ne peut plus être satisfait et est devenu le principal facteur limitant le développement économique et la croissance démographique.
Au cours des dernières années, il y a eu des résultats de recherches appliquées qui ont conduit à la fourniture de plusieurs solutions innovantes prometteuses liées au domaine de la nanotechnologie et à ses applications actuelles et futures dans le traitement des polluants environnementaux dans l'eau, le sol et l'air et à éviter leur récurrence.
L'une des sciences et technologies les plus importantes qualifiées pour fournir de nouvelles solutions innovantes pour fournir les quantités requises d'eau par la désalinisation de l'eau de mer, le traitement de l'eau impropre et l'élimination de divers polluants et en la maintenant pure est la nanoscience et la technologie qui peuvent être utilisées dans la nanofiltration et la désalinisation, où des membranes de nanofiltration sont utilisées pour éliminer les sels dissous (désalinisation) de l'eau salée (dure), éliminer les micropolluants (arsenic et calcium) et adoucir l'eau (éliminer les ions calcium et magnésium). Le traitement des déchets, et dans certaines utilisations l'élimination des contaminants biologiques tels que les microbes et les virus, ainsi que des nanocatalyseurs de diverses formes et types peuvent être utilisés pour analyser les polluants organiques et éliminer les sels et les métaux lourds des liquides, et il est prévu que nous puissions utiliser de l'eau très polluée et salée pour la consommation et l'agriculture.
Des particules magnétiques sont utilisées pour éliminer les métaux lourds tels que l'arsenic, les sels et les composés organiques de l'eau, et des nanosenseurs.. Il a évolué pour être utilisé pour détecter les contaminants chimiques et biologiques et analyser l'eau sur place sans avoir besoin de prélever des échantillons pour analyse dans des laboratoires, et travaille à surveiller et maintenir l'eau pure, de nombreuses institutions scientifiques et entreprises ont commencé à travailler sur l'utilisation des nanotechnologies dans la désalinisation ou le traitement, l'élimination des polluants, le recyclage, la surveillance et le maintien de sa pureté.
La nanotechnologie joue un rôle dans la détection de la pollution au niveau moléculaire et constitue un développement significatif dans les systèmes de filtration, nous énumérons quelques utilisations de la nanotechnologie comme suit.:
1- Des membranes conçues à l'échelle nanométrique mèneront à des processus de purification de l'eau plus efficaces, notamment pour la consommation d'énergie dans la technologie (osmose inverse).
2- Des revêtements applicables à partir de nanomatériaux réduisent l'encrassement des films BLO, un problème avec les technologies de membrane..
3- Des expériences utilisant du fer dopé au palladium ont montré la possibilité d'éliminer les polluants organiques dans les eaux souterraines..
4- Divers oxydes métalliques nanocomposites peuvent éliminer les toxines biologiques dans l'eau grâce à des photocatalyseurs et à l'oxydation..
5- Des nanoparticules d'oxyde de fer noir (magnétite) ont montré leur capacité à éliminer l'arsenic de l'eau..
6- Il existe des études sur l'utilisation de certains nanomatériaux, tels que des particules de fer, pour convertir des métaux lourds, tels que le plomb et le mercure, en une forme insoluble..
7- Des nanosenseurs ont été utilisés pour détecter des métaux, des toxines biologiques et des composés organiques avec précision et rapidité, et ces dispositifs peuvent fonctionner à travers un système de contrôle précis pour détecter et traiter la contamination..
En conclusion, nous énumérons les recommandations les plus importantes pour vous.:
1- Coopérer avec tous les organismes de recherche et scientifiques dans les pays arabes et étrangers pour se renseigner sur les dernières évolutions et développements liés aux applications de la nanotechnologie dans le domaine environnemental.
2- Concevoir des programmes d'études sur la nanotechnologie et ses applications dans le domaine de l'environnement.
3- Organiser des ateliers hebdomadaires ou mensuels pour soutenir le rôle de la nanotechnologie dans le domaine environnemental dans les universités irakiennes, à travers lesquels les dernières recherches internationales et arabes dans ce domaine sont discutées.
4- Activer l'utilisation de la nanotechnologie et de ses applications pour résoudre les problèmes énergétiques en Irak (par l'utilisation de cellules solaires) et l'eau (l'utilisation de filtres nanotechnologiques pour désaliniser l'eau de mer, les eaux souterraines et les puits comme sources d'eau alternatives - réutilisation des eaux usées dans l'agriculture et les travaux d'irrigation).
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