სტენფორდის უნივერსიტეტში მიწიდან მძიმე მეტალების გამორეცხვა შეძლეს - ახალი სამეცნიერო კვლევა რუბრიკაში “გალილეო”

ტყვიით, კადმიუმით, ვერცხლისწყლით, თუ სხვა ტოქსიკური მძიმე მეტალით დაბინძურებულია ჰაერი, მიწა და წყალი მსოფლიოს ძალიან ბევრ რეგიონში. დღეს ნიადაგის ზედაპირის მძიმე მეტალებით დაბინძურება გარემოს დაცვის ერთ-ერთ უმნიშვნელოვანეს პრობლემად ითვლება.

ამ პრობლემის მოგვარებისას, გარემოს დამცველები უამრავ წინააღმდეგობას აწყდებიან. მათ შორის ასახელებენ: მაღალ ფასებს, დიდ დროს, ენერგიის დიდ მოხმარებას, მეორად დაბინძურებას, ნიადაგის დეგრადაციას და ასე შემდეგ.

ამასობაში, პრობლემის მასშტაბები იზრდება. შესუნთქვით, საკვების მიღების გზით, ან კანიდან შეწოვით, მძიმე მეტალები ადამიანის ორგანიზმში აღწევს და მისი გამოდევნა იოლი არ არის. მძიმე მეტალებით ინტოქსიკაცია მთელ რიგ სერიოზულ დაავადებებს იწვევს და სახელმწიფო ჯანდაცვას მნიშვნელოვან პრობლემებს უქმნის. მძიმე მეტალებთან შეხება განსაკუთრებით საშიშია 6 წლამდე ასაკის ბავშვებისთვის.

სტენფორდის უნივერსიტეტში (აშშ) ექსპერიმენტული პროცესით ნიადაგიდან მძიმე მეტალების გამორეცხვა მოახერხეს, ამასთან ყველაზე პრობლემურების - ტყვიის და კადმიუმის. მძიმე მეტალების პირველადი კონცენტრაცია მიწაში თავდაპირველად 100-დან 10, 000 ppm-მდე მერყეობდა. მათ გამორეცხვას 30 წუთიდან 6 საათამდე დასჭირდა.

საყურადღებოა ისიც, რომ მეტალების გამოდევნის შემდეგ, ნიადაგში არცერთი მნიშვნელოვანი საკვები ნუტრიენტის დიდი ოდენობით დაკარგვა არ დაფიქსირებულა. მეთოდმა საკმაო მდგრადობა და სოფლის მეურნეობისთვის გამოსადეგობა აჩვენა. ახალი კვლევა ნიადაგის მძიმე მეტალებისგან დასუფთავების ექსპერიმენტული მეთოდის წარმატების შესახებ სულ რამდენიმე დღის წინ, 4 ივნისს გამოქვეყნდა.

სტენფორდის მეცნიერები ახალ მეთოდს ყავის მოხარშვის პროცესს ადარებენ. სამეცნიერო ჯგუფს, რომელმაც მიწიდან ტყვიის და კადმიუმის, ორი ყველაზე პრევალენტური და საშიში ტოქსინის გამორეცხვა შეძლო, ქიმიური ინჟინერიის და ფოტონის მეცნიერების პროფესორი უი კუი ხელმძღვანელობდა.

აღმოჩნდა, რომ მეცნიერებმა სწრაფ და ხარჯეფექტურ მეთოდს მიაკვლიეს. მკვლევარების განმარტებით, მათ მუშაობა ორი წლის წინ დაიწყეს. პირველ ეტაპზე ჯერ შეძლეს მიწის დასუფთავება წყლით და ქიმიკატით, რომელიც მძიმე მეტალებს იზიდავს.

ექსპერიმენტის დასაწყისში ისინი მიწას უბრალო წყლით რეცხავდნენ, მაგრამ მალე მიხვდნენ, რომ გაცილებით ეფექტური იქნებოდა იმ ქიმიკატის გამოყენება, რომელსაც ტყვიით და ვერცხლისწყლით მოწამლული პაციენტების სამკურნალოდ იყენებენ. ქიმიკატი ინიციალებით “ი-დი-თი-ეი” (EDTA) არის ცნობილი.

ექსპერიმენტმა გაამართლა. მომდევნო ეტაპზე, აუცილებელი იყო ტოქსინებით დატვირთული წყლიდან მძიმე მეტალების და ქიმიკატის “ი-დი-თი-ეი” (EDTA) იზოლაცია. ამისთვის მკვლევარებმა ელექტროქიმიური ფილტრი შექმნეს, რომელმაც მძიმე მეტალებისგან დაბინძურებული წყალიც კარგად დაასუფთავა. “ეს ნიადაგის დასუფთავების მიმართ ახალი მიდგომაა” - აღნიშნავს პროფესორი კუი.

მომდევნო კვლევებში მეცნიერებს სურთ დაამტკიცონ ის, რომ რაც მათ ლაბორატორიულ პირობებში მოახერხეს, ველზეც განხორციელებადია. შემდეგი ნაბიჯი “იმის გამოთვლაც არის, თუ რა დაჯდება ეს პროცესი” ზუსტად - აღნიშნავს სტენფორდის უნივერსიტეტის პროფესორი. თუ ეს მეთოდი “პრაქტიკული აღმოჩნდა დიდ მასშტაბზეც, ეს მნიშვნელოვანი დაწინაურება იქნება” ჩვენს საქმეში - აცხადებს ის.

უი კუი იმაშიც დარწმუნებულია, რომ იგივე მეთოდი იმუშავებს ვერცხლისწყლის, სპილენძის, ქრომის, თუ სხვა მძიმე მეტალების გამოსადევნად. თუმცა, ეს ბოლო თეორია ჯერ ლაბორატორიულად დადასტურებული არ არის.

კვლევის დეტალურად გაცნობა შესაძლებელია სამეცნიერო ჟურნალში “ნეიჩერ” (Nature Communications). 4 ივნისს გამოქვეყნებული ნაშრომის ავტორები არიან: უი კუი, ჯინვეი ქსუ, ჩონგ ლიუ, პო-ჩუნ ჰსუ, ჯი ჟაო, ტონ ვუ, ჯინგ ტანგი და კაი ლიუ.