कैसे विद्युतीकृत इस्पात समुद्र से जहरीली धातुओं को चूस सकता है | विज्ञान | स्मिथसोनियन - लेख, नवाचार, विज्ञान, हमारे ग्रह

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जब न्यू कैलेडोनिया में भारी बारिश होती है, तो नदियाँ लाल हो जाती हैं।

ऑस्ट्रेलिया से लगभग 1, 200 किलोमीटर पूर्व में स्थित, न्यू कैलेडोनिया में दुनिया के सबसे व्यापक प्रवाल भित्ति पारिस्थितिकी प्रणालियों में से एक है, और दुनिया के निकल का लगभग 10 प्रतिशत है। फ्रांसीसी प्रशांत क्षेत्र में पट्टी खनन और वनों की कटाई की एक सदी से अधिक ने दुनिया में मिट्टी के कटाव के कुछ उच्चतम स्तर बनाए हैं। वर्षावन आवरण को 70 प्रतिशत से घटाकर 20 प्रतिशत कर दिया गया है, और जब बारिश होती है, तो पानी और पृथ्वी पहाड़ी और नदियों से निर्बाध रूप से बहते हैं, निकल और अन्य जहरीली धातुओं को अपने साथ ले जाते हैं।

अंततः, ये धातुएँ - मुख्य रूप से निकल, कोबाल्ट, लोहा और क्रोमियम - खाद्य श्रृंखला में समाप्त होती हैं। पिछली खनन साइटों को चलाने वाली नदियों के पास रहने वाले ओएस्टर में अन्य नदियों के आसपास रहने वाले लोगों की तुलना में 20 गुना अधिक निकल होता है। समुद्र तट के पास स्थित ईल में समुद्र से बाहर निकलने वालों की तुलना में निकेल और अन्य धातुओं की उच्च सांद्रता होती है।

"इस तरह के प्रदूषण के परिणाम विनाशकारी हैं, " न्यू कैलेडोनिया विश्वविद्यालय के एक पर्यावरण रसायनज्ञ, पेगी गुंकेल-ग्रिलॉन कहते हैं। जहरीली धातुएं खाद्य श्रृंखला को ऊपर ले जाती हैं और शीर्ष शिकारियों में जमा हो जाती हैं।

लेकिन समुद्री जीवों और लोगों पर निकेल के विषाक्त प्रभाव के बारे में सबूत सीमित हैं। "न्यू कैलेडोनिया में, हम पर्यावरण पर धातुओं के प्रभाव का अध्ययन करना शुरू कर रहे हैं - यह सरकार और वैज्ञानिकों के लिए एक नया विषय है, " न्यू कैलेडोनियन कंसल्टेंसी बायोकेको के एक इकोटॉक्सीकोलॉजिस्ट यानिक डोमिनिक कहते हैं। डोमिनिक न्यू कैलेडोनिया के लोगों में स्तरों और धातु एक्सपोजर के स्रोतों की जांच करने वाली एक नई सरकारी परियोजना का हिस्सा है।

मनुष्यों में, शोध ने निकेल के संपर्क में-अक्सर सिगरेट या उद्योग के माध्यम से-टाइप 2 मधुमेह के बढ़ते प्रसार से जोड़ा है, और विश्व स्वास्थ्य संगठन शुद्ध निकेल को कैसरजन के रूप में वर्गीकृत करता है। थोड़ा जाना जाता है, हालांकि, पानी और खाद्य पदार्थों के सेवन के प्रभाव के बारे में जो निकल में उच्च हैं।

निकल अपवाह के खतरे के बारे में सोचकर, गुंकेल-ग्रिलोन और उनके सहयोगियों ने सोचा कि अगर कुछ किया जा सकता है।

समुद्री उद्योगों में, चट्टान से कृत्रिम टरबाइन और अपतटीय तेल प्लेटफार्मों जैसी संरचनाओं के आसपास कृत्रिम चट्टान जैसी संरचनाएं बनाई जाती हैं। ये बाधाएं समुद्री जल में कैल्शियम-आधारित सामग्रियों से बनाई जाती हैं जो विद्युत आवेशित धातु संरचनाओं के आसपास आकर्षित होती हैं और निर्माण करती हैं। शोधकर्ताओं ने सोचा कि क्या इस प्रक्रिया को एक कदम आगे बढ़ाया जा सकता है। अर्थात्, यदि विद्युत आवेशित धातुएँ कैल्शियम-आधारित पदार्थों को आकर्षित कर सकती हैं, तो क्या कैल्शियम-आधारित संरचनाएँ भारी धातु प्रदूषकों को आकर्षित कर सकती हैं?

प्रयोगशाला प्रयोगों में, गुंकेल-ग्रिलॉन, मार्क जीनिन के साथ काम कर रहे हैं, जो फ्रांस के यूनिवर्सिटा डी ला रोशेल के एक इंजीनियर हैं, न्यू कैलेडोनिया से समुद्री जल से निकेल निकालने की विधि विकसित करने के लिए।

समुद्री जल में जस्ती इस्पात रखकर, और इसे एक कमजोर विद्युत प्रवाह के साथ चार्ज करके, शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि वे धातु के आयनों को समाधान से बाहर खींच सकते हैं, उन्हें स्टील इलेक्ट्रोड पर बढ़ने वाले कैल्सीफाइड जमा में फंसा सकते हैं।

प्रयोगशाला प्रयोगों में, शोधकर्ता एक समाधान से बाहर निकलने में सक्षम थे। (चार्लोट कार्रे द्वारा फोटो)

एक प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट लेबोरेटरी टेस्ट में, वैज्ञानिकों ने विद्युतीकृत स्टील के छोटे-छोटे टुकड़ों को निकेल के साथ समुद्री जल में डुबोया। सात दिनों के बाद, उन्होंने पाया कि पानी में डाले गए निकेल का 24 प्रतिशत तक फंस गया था।

लेकिन असली चुनौती, गुंकेल-ग्रिलन कहते हैं, यह देखना है कि क्या उनकी तकनीक वास्तविक दुनिया की स्थितियों में अनुवाद करेगी। यह अगला कदम न्यू कैलेडोनियन लैगून में पहले से ही चल रहा है। मार्च के अंत में, वैज्ञानिकों ने न्यूम्बो बे में एक बड़े पैमाने पर प्रयोग किया, जो कि राजधानी नूमा का औद्योगिक क्षेत्र है।

यदि ये प्रयोग काम करते हैं, तो वैज्ञानिक गैल्वनाइड इलेक्ट्रोड की एक और बड़ी, स्थायी संरचना की कल्पना करते हैं जो पानी में लंबवत बैठते हैं।

"हमारी डिवाइस को नदियों, अपशिष्टों, बंदरगाहों, या किसी अन्य स्थानों के मुहाने पर रख कर, जहां इस तरह के प्रदूषण हो सकते हैं, हम भंग निकेल के संदूषण को सीमित करने में सक्षम होंगे, " गुंकेल-ग्रिलन कहते हैं।

स्थानीय विद्युत ग्रिड न्यू कैलेडोनियन प्रयोग को शक्ति प्रदान करता है, लेकिन भविष्य में पवन टरबाइन या सौर पैनल के साथ इस तरह के सेटअप को चलाना संभव होना चाहिए।

समुद्री वातावरण में धातु संदूषण दुनिया भर में एक समस्या है, और यह समाधान बहुत वादा करता है। टीम ने लीड को फंसाने के लिए तकनीक का भी उपयोग किया है, और जीनिन का कहना है कि वह कोई कारण नहीं देखता कि यह अन्य धातु तत्वों के लिए भी काम क्यों नहीं कर सकता।

"पुराने बंदरगाह में तलछट में धातु और भारी धातुओं जैसे दूषित पदार्थों का काफी उच्च स्तर हो सकता है, " गियोकेरेल के सीईओ फिलिप एन्डरानी कहते हैं, एक कंपनी जो कटाव संरक्षण के लिए कृत्रिम समुद्री संरचनाओं का विकास करती है। “यह अतीत में इस्तेमाल किए गए एंटीफ्लिंग पेंट्स, और अन्य स्रोतों से आता है। हारबर्स बहुत गहरे नहीं हैं, इसलिए पोत प्रणोदकों के कारण होने वाली अशांति अवसादों को उठाती है और उनके प्रदूषक को छोड़ देती है। "

Géocorail ने एक धातु-फँसाने वाले इलेक्ट्रोड के एक अलग संस्करण का पेटेंट कराया है, जिसका फ्रांसीसी जोड़े में परीक्षण किया जा रहा है।

अगले वसंत तक, न्यू कैलेडोनियन क्षेत्र परीक्षण से परिणाम सामने होंगे, और वैज्ञानिकों को यह जानना चाहिए कि क्या यह तकनीक विषाक्त धातु प्रदूषण के साथ मदद कर सकती है।

"जब हम समुद्री जल से जमा प्राप्त करते हैं, तो हम यह जांचने में सक्षम होंगे कि न्यू कैलेडोनिया लैगून में मौजूद सभी धातु प्रदूषकों सहित कौन से धातु तत्व फंस गए हैं, " जीनिन कहते हैं।

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