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La rouille offre un moyen peu coûteux de filtrer l’eau empoisonnée à l’arsenic


Aiguille dans une botte de foin

Les chercheurs ont découvert que la magnétite, une forme de rouille noire présente dans de nombreux types de roches, est la plus efficace pour ce processus, fonctionnant bien même à de faibles concentrations.

À SSRL, l’équipe utilise les rayons X pour déterminer la structure des particules de magnétite et comment l’arsenic forme des liaisons chimiques avec le minéral. En projetant des rayons X sur des échantillons de rouille liés à l’arsenic, les chercheurs peuvent éliminer les électrons des coquilles les plus internes des atomes d’arsenic, ce qui permet de détecter des atomes d’arsenic même à des traces aussi difficiles à trouver qu’une aiguille dans un meule de foin. Cette technique basée sur le synchrotron, appelée spectroscopie d’absorption des rayons X, utilise des rayons X avec des énergies finement contrôlées pour obtenir des informations sur la façon dont l’arsenic se lie au fer et est l’une des seules méthodes capables de produire des informations aussi détaillées sur le comportement des traces. métaux toxiques.

Grâce à ces expériences, les chercheurs ont découvert que la magnétite a une structure unique par rapport aux autres formes de rouille qui lui permet de former des liens plus solides avec le contaminant.

«On a constaté que la forme et la taille de la molécule d’arsenic s’inscrivaient comme une pièce de puzzle dans la structure de la magnétite», explique van Genuchten. «Cela conduit à l’incorporation d’arsenic dans la particule de magnétite plutôt qu’à une simple liaison à la surface minérale.»

Impact réel

Grâce à cette recherche, van Genuchten espère trouver des moyens de produire des particules de rouille plus rapidement et de mieux contrôler leur réaction avec l’arsenic afin que le système de traitement de l’eau puisse être optimisé au point de pouvoir être largement mis en œuvre. Il dit apprécier la façon dont le projet lui permet de faire avancer la recherche fondamentale même si elle est motivée par des applications claires et des besoins urgents.

«J’ai commencé à faire des recherches sur le traitement de l’eau parce que je voulais avoir un impact positif sur le monde», dit-il. «Parfois, je suis frustré lorsque les éléments de traitement de l’eau de mes recherches ne se déroulent pas comme prévu, mais cela me permet de me rappeler que je fais également de la recherche d’un point de vue fondamental. Les connaissances que je génère sur les interactions entre les minéraux et les contaminants sont également importantes pour comprendre comment les contaminants se comportent dans l’environnement – par exemple, comment les métaux toxiques se déplacent dans les eaux souterraines et sont emprisonnés dans les sols et les sédiments.

Malgré les défis, il ajoute qu’il est toujours important de garder à l’esprit les applications réelles de ce travail.

«J’étais là le premier jour où de l’eau a été distribuée aux enfants de l’école en Inde», dit-il. «Les enfants ont tous des cartes avec des puces électroniques qu’ils placent contre un petit panneau dans un kiosque de distribution, qui pompe ensuite un litre d’eau filtrée. C’était tellement gratifiant de voir l’excitation sur leurs visages quand ils ont vu l’eau sortir.



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