Samma process som gör att skorpor bildas inuti tekannor kan hjälpa till att rensanickelförorening från havsvatten, enligt en ny studie från ön Nya Kaledonien i södra Stilla havet.
Nickelbrytning är Nya Kaledoniens huvudnäring, och den lilla ön är en av de största tillverkarna av metall i världen.Men kombinationen av stora stenbrott och kraftiga nederbörd gör att stora mängder nickel, liksom bly och andra metaller, hamnar i vattnen runt ön.Nickelföroreningar kan vara skadliga för människors hälsa eftersom dess koncentration i fisk och skaldjur ökar när de rör sig uppåt i näringskedjan.
Marc Jeannin, miljöingenjör vid University of La Rochelle i Frankrike, och hans kollegor vid University of New Caledonia i Noumea undrade om de kunde använda den katodiska skyddsprocessen, en teknik som används för att kontrollera korrosion av marina metallstrukturer, för att dra några nickel ur vattnet..
När en svag elektrisk ström appliceras på metaller i havsvatten gör det att kalciumkarbonat och magnesiumhydroxid fälls ut ur vattnet och kalkavlagringar bildas på metallens yta.Denna process har aldrig studerats i närvaro av metalliska föroreningar som nickel, och forskarna undrade om några av nickeljonerna kunde fällas ut.
Teamet kastade en galvaniserad ståltråd i en hink med konstgjort havsvatten blandat med NiCl2-salt och körde en mild elektrisk ström genom den i sju dagar.I slutet av denna korta period fann de att så mycket som 24 procent av nickelet som ursprungligen fanns instängt i fjällavlagringar.
Jeannine säger att detta kan vara ett billigt och enkelt sätt att bli av mednickel."Vi kan inte eliminera all förorening, men det här kan vara ett sätt att begränsa det," sade han.
Resultaten var något oväntade, eftersom eliminering av föroreningar inte var bland målen för det ursprungliga forskningsprogrammet.Jeannins huvudsakliga forskning fokuserar på att utveckla sätt att bekämpa kusterosion – han undersöker hur kalkstensavlagringar begravda i ett trådnät på havsbotten kan fungera som naturligt cement och hjälpa till att stabilisera sediment under dammar eller på sandstränder.
Jeannin startade ett projekt i Nya Kaledonien för att avgöra om nätet kunde fånga in tillräckligt med metallföroreningar för att hjälpa till att studera historien omnickelförorening på platsen."Men när vi upptäckte att vi kunde fånga upp stora mängder nickel började vi fundera på möjliga industriella tillämpningar", minns han.
Christine Orians, en miljökemist vid University of British Columbia i Vancouver, säger att metoden kan ta bort inte bara nickel, utan en mängd andra metaller också."Samfällning är inte särskilt selektiv," sa hon till Chemistry World."Jag vet inte om det skulle vara effektivt för att ta bort tillräckligt med giftiga metaller utan att ta bort potentiellt användbara metaller som järn."
Jeannine är dock inte oroad över att systemet, om det används i stor skala, kommer att beröva haven på livsviktiga mineraler.Endast 3 % kalcium och 0,4 % magnesium har tagits bort från vattnet under experimenten, och han säger att järnhalten i havet är tillräckligt hög för att inte påverka det mycket.
Jeannin föreslog särskilt att ett sådant system skulle kunna användas på platser med hög nickelavrinning, som hamnen i Nouméa, för att minska mängden som hamnar i havet.Den kräver minimal tillsyn och kan kopplas till förnybara energikällor som solpaneler.Nickel och andra föroreningar som fastnat i glödskal kan återvinnas och återvinnas.
Jeannin sa att han och hans kollegor arbetar med företag i Frankrike och Nya Kaledonien för att utveckla ett pilotprojekt för att avgöra om systemet kan rullas ut kommersiellt.
Den billiga molekylen ger liknande prestanda som befintliga dyrametallkatalysatorer, men står inför allvarliga problem när det gäller dess stabilitet.
210 miljoner dollar donation från Moderna entreprenören och investeraren Tim Springer för att stödja pågående forskning
© Royal Society of Chemistry document.write(new Date().getFullYear());Registreringsnummer för välgörenhet: 207890