Дүйнөдө азыр сууну акылдуу технологиялар менен көзөмөлдөө жана тазалоо өнүксө да, бул системалар дагы эле маалыматтын кечигүүсү, химиялык заттардын туура жана тегиз бөлүштүрүлбөшү сыяктуу көйгөйлөргө туш болуп келет.
Айрыкча чоң масштабдагы же башкаруусу борборлоштурулбастан ар кайсы жерде жайгашкан суу тазалоо иштеринде бул көйгөйлөр дарылоонун натыйжалуулугун азайтып же коркунучтуу заттардын, мисалы цианиддин пайда болушуна себеп да болушу мүмкүн.
Фентон реакциясы — күчтүү тазалоочу заттарды чыгара алган ыкма — рН деңгээли өзгөргөндө жакшы иштебей калат, ошондуктан аны ар кандай шарттарда колдонуу кыйын. Бул көйгөйдү чечүү үчүн адатта химиялык заттар менен рН деңгээлин тууралашат, бирок ал ыкма коопсуздукка же тактыкка зыян келтириши мүмкүн. Ошондуктан, айлана-чөйрөнүн өзгөрүшүнө, өзгөчө рН деңгээлине өзү жооп бере алган, акылдуу химиялык системаларды иштеп чыгуу өтө маанилүү болуп келген.
Эми аталган көйгөйлөргө жооп катары Кытайдагы Сямэнь университетинин жана ага өнөктөш мекемелердин илимпоздору оптималдуу щелочтуу шарттарда гана иштей турган рНге сезгич Фентон системасын иштеп чыгышты. Бул илимий-технологиялык жаңылыкты европалык AlphaGallilieo агенттиги 25-майда “Акылдуу химиянын жаңы ыкмасы: өзүн-өзү токтотуучу Фентон системасы суу тазалоонун коопсуздугун жогорулатат” деген аталыш менен чыгарды.
Ал эми суу тазалоонун жаңы ыкмасын алып чыккан изилдөө айрым темир–лиганд кошулмалары өзүн токтото билген кычкылдануу процессин түзө аларын көрсөткөн. Бул процесс айлана-чөйрөнүн рН деңгээлине жараша так жөнгө салынып иштейт. Ушундай жол менен изилдөөчүлөр “акылдуу Фентон” деп аталган жаңы ыкманы сунушташты. Ал суу тазалоодо коопсуздукту, реакциянын эффективдүүлүгүн жана ар кандай шарттарга ыңгайлашуу мүмкүнчүлүгүн жакшыртат. Айрыкча кооптуу же рН сезимтал калдыктарды тазалоодо бул система абдан пайдалуу. Изилдөөнүн өзү 13-май күнү Environmental Science and Ecotechnology журналында жарыяланган.
https://www.sciencedirect.com/…/pii/S2666498425000444…
Сунуш кылынган жаңычыл технологиянын негизинде гидроксиламин (HA), EDTA кошулган жана өзгөртүлгөн Фентон реакциясы турат. Салттуу кислота негизиндеги системалардан айырмаланып, бул ыкма гидроксил радикалдарын рН деңгээли 7.0 менен 10.0 ортосунда болгондо гана пайда кылат.
“Бул рНге жооп берген Фентон системасы кычкылданууга негизделген суу тазалоодо чоң жаңылык алып келет. Биз жөн гана рН диапазонун кеңейтүүнүн ордуна, айлана-чөйрөдөгү өзгөрүүлөрдү сезип, реалдуу убакытта ыңгайлаша алган система түздүк. Бул ыкма цианид бар саркынды суу сыяктуу этияттыкты жана жогорку тактыкты талап кылган шарттарда коопсуздукту камсыздайт жана бизди чыныгы акылдуу химияны колдонгон экологиялык инженерияга жакындатат”, – деди изилдөөнүн негизги автору доктор Хуабин Зэн (Huabin Zeng).
AlphaGallilieo белгилегендей, сөз болгон илимий иштин мааниси келечектеги суу тазалоо жана башкаруу системалары үчүн абдан чоң. Бул система кислота шарттарында автоматтык түрдө токтогондуктан, өнөр жайдын саркынды сууларында пайда болушу мүмкүн болгон чоң тобокелчилдик – цианиддин кокусунан бууланышынан сактайт.
Ошондой эле бул ыкма ашыкча химиялык заттарды колдонбостон жана көп энергия талап кылган аралаштыруу же рН көрсөткүчтү оңдоо процесстерине болгон муктаждыкты кыскартат. Акылдуу көзөмөл, айлана-чөйрөнүн коопсуздугу жана иштөөдөгү натыйжалуулук сыяктуу өзгөчөлүктөрү менен бул технология туруктуу суу инфратүзүмүндө кездешкен татаал маселелерди чечүүгө багытталган, өзүн -өзү жөнгө сала алган жаңы химиялык процесстерге жол ачат.
Илимий терминдерге түшүндүрмө:
- Акылдуу химия – бул сырткы таасирлерге сезгич болгон химиялык материалдар менен процесстерди иштеп чыгуу тармагы. Ал материалдар айлана-чөйрөнүн шарттарына жараша, өзүнүн касиеттерин көзөмөлдүү түрдө өзгөртө алышат. Акылдуу химия – химияны физика, инженерия сыяктуу башка илимдер менен айкалыштыруу менен айлана-чөйрөгө ылайыкташып, белгилүү бир функцияларды аткара алган материалдарды жаратууга багытталган.
- Фентон реакциясы — бул химиялык процесс, анда суутек пероксиди (H₂O₂) темирдин Fe²⁺ иондору менен реакцияга кирип, гидроксил радикалдарын (•OH) пайда кылат. Бул радикалдар абдан активдүү жана кычкылдандыруучу касиетке ээ болгондуктан, Фентон реакциясы саркынды сууну тазалоо жана айлана-чөйрөнү тазалоо сыяктуу тармактарда кеңири колдонулат.
- рН деңгээли — бул заттын кычкылдуулугун же щелочтуулугун (негиздүүлүгүн) көрсөткөн 0дөн 14кө чейинки ченем бирдиги.
- А. рН 7 – нейтралдуу, мисалы, таза суу.
- Б. 0дөн 7ге чейин – кычкыл. Сан канчалык төмөн болсо, зат ошончолук кычкыл болот.
- В. 7ден 14кө чейин – щелочтуу (негиздүү). Сан канчалык жогору болсо, зат ошончолук щелочтуу болот.
- Оптималдуу щелочтуу – бул денедеги суюктуктун pH деңгээли 7.35тен 7.45ке чейин болгон жакшы абал. Бул көрсөткүч ден соолук үчүн маанилүү жана организмдин жакшы иштешине жардам берет.
- Темир–лиганд кошулмалары – бул темир комплекстери түрдүү пайдалуу касиеттерге ээ болуп, мисалы, химиялык реакцияларды ылдамдатууда, электр алмашуу процесстеринде жана биологиялык функцияларда колдонулат.
- EDTA (этилендиаминтетраацетат кислотасы) — бул органикалык кошулма жана көп учурда ар түрдүү өнөр жай тармактарында, косметикада жана саламаттык сактоодо пайдаланылат.
- Гидроксиламин (HA) – химиялык кошулма, формуласы NH₂OH. Бул ак түстөгү туруктуу эмес, суу сиңирүүчү кристалл түрүндөгү зат жана реагент катары колдонулат.
Шилтемелер:
- Жаңылык https://www.alphagalileo.org/ порталындагы маалыматка негизденип жазылды.
- Илимий изилдөө https://www.sciencedirect.com/ журналында жарыяланган.
- Сүрөт unplash.com сайтынан алынды, автору Gary Butterfield.
- Илимий терминдерге түшүндүрмөнү Эл Илим коомдук фонду даярдады.
