ทรายสังเคราะห์สามารถกันสารพิษที่น่ารังเกียจออกจากชั้นหินอุ้มน้ำของเราได้

น้ำคือหนึ่งในที่สุดของเรา ทรัพยากรที่ประเมินค่าต่ำเกินไป. สำหรับผู้ที่มีการเข้าถึงของเหลวที่ให้ชีวิตนี้อย่างต่อเนื่อง การไม่มีของเหลวนั้นอาจดูเหมือนเป็นฝันร้ายดิสโทเปียที่อยู่ห่างไกล ตามข้อมูลขององค์การอนามัยโลก แต่ประชากรราว 783 ล้านคนทั่วโลกขาดแคลนน้ำสะอาด และแม้แต่ในสหรัฐอเมริกา ชุมชนที่แห้งแล้งต้องทนทุกข์ทรมานจากภัยแล้งที่ยืดเยื้อยาวนาน

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ กำลังทำงานเพื่อหาวิธีแก้ปัญหาที่มีต้นทุนต่ำเพื่อใช้น้ำที่มีอยู่ให้ดีขึ้น พวกเขาออกแบบทราย เคลือบเมล็ดพืชในสารประกอบที่ทำปฏิกิริยาและช่วยทำลายมลพิษอินทรีย์ที่พบในน้ำฝน วิธีแก้ปัญหานี้สามารถนำไปใช้เพื่อช่วยสนับสนุนแหล่งน้ำดื่มในท้องถิ่นสำหรับชุมชนที่ขาดแคลนน้ำ

“ในทุกพื้นที่ยกเว้นพื้นที่แห้งแล้งที่สุด มีฝนตกเพียงพอในเขตเมืองเพื่อจัดหาน้ำที่เราดื่มและใช้ในบ้านของเรา” เดวิด เซดลัคซึ่งเป็นวิศวกรโยธาและสิ่งแวดล้อมที่ UC Berkeley ซึ่งเป็นที่ปรึกษาโครงการนี้ กล่าวกับ Digital Trends “น่าเสียดายที่เราไม่สามารถสร้างอ่างเก็บน้ำในเมืองที่มีผู้คนพลุกพล่านได้ และถังน้ำฝนก็เล็กเกินไปที่จะกักเก็บน้ำทั้งหมดที่เราต้องการ เพื่อดักจับน้ำฝนที่ตกลงมาในเมืองของเรา วิศวกรได้พัฒนาแนวทางใหม่ในการแทรกซึมน้ำฝนลงสู่พื้นดิน ซึ่งสามารถกักเก็บไว้ในชั้นหินอุ้มน้ำใต้ดินได้”

ปัญหาคือน้ำฝนจำนวนมากระบายออกจากหลังคา ทางเท้า และลานจอดรถ ซึ่งก่อให้เกิดขยะอินทรีย์และสารเคมี และทำให้ใช้ไม่ได้โดยสิ้นเชิง

Sedlak และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Joseph Charbonnet พัฒนาสิ่งที่พวกเขาหวังว่าจะเป็นโซลูชันราคาประหยัดสำหรับการฆ่าเชื้อน้ำฝนสำหรับดื่มและใช้ในครัวเรือน การเคลือบทรายด้วยแมงกานีสสองชนิดที่ทำปฏิกิริยากับแมงกานีสออกไซด์จะทำให้เกิดทรายที่ออกแบบพิเศษซึ่งจับกับสารเคมี เช่น ยากำจัดวัชพืชและยาฆ่าแมลง แล้วดึงพวกมันออกจากน้ำ

“หากเราจะบำบัด [น้ำ] ขณะที่มันแทรกซึมลงไปในพื้นดิน เราจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีที่เรียบง่าย ราคาไม่แพง และไม่ต้องการการควบคุมดูแลมากนัก” เซดลักกล่าว “โดยทั่วไปแล้วน้ำฝนจะถูกนำมาใช้กับชั้นหินอุ้มน้ำโดยปล่อยให้มันซึมผ่านทราย เราได้คิดค้นวิธีใหม่ในการเคลือบพื้นผิวเม็ดทรายด้วยชั้นแมงกานีสออกไซด์บางๆ”

แนวคิดของทีมวิจัยคือการเพิ่มทรายที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมลงในแอ่งถมน้ำในปัจจุบัน ซึ่งปัจจุบันมีการใช้ทรายมาตรฐาน จากนั้นน้ำพายุจะถูกกำจัดการปนเปื้อนบางส่วนเมื่อซึมผ่านทรายและเข้าสู่ชั้นหินอุ้มน้ำ ในช่วงเดือนที่ฝนตก ชั้นหินอุ้มน้ำจะเข้ามาเติมเต็ม เป็นแหล่งน้ำตลอดฤดูแล้ง

ทรายที่ออกแบบโดยทีม Berkeley ไม่ได้กำจัดสิ่งปนเปื้อนทั้งหมด ซึ่งหมายความว่าจะต้องใช้ร่วมกับระบบการทำให้บริสุทธิ์ประเภทอื่นเพื่อให้สามารถดื่มได้ Sedlak ชี้ไปที่งานเสริมที่ศูนย์วิจัยวิศวกรรมศาสตร์ของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ พลิกโฉมโครงสร้างพื้นฐานด้านน้ำในเมืองของประเทศโดยสร้างวัสดุเพื่อกำจัดโลหะที่เป็นพิษและจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค

บทความที่มีรายละเอียดการวิจัย ได้รับการตีพิมพ์เมื่อเดือนที่แล้วในวารสาร Environmental Science & Technology

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• ภูเขาไฟใต้ดินสามารถอธิบายความเป็นไปได้ของน้ำของเหลวบนดาวอังคารได้

อัพเกรดไลฟ์สไตล์ของคุณDigital Trends ช่วยให้ผู้อ่านติดตามโลกแห่งเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วด้วยข่าวสารล่าสุด รีวิวผลิตภัณฑ์สนุกๆ บทบรรณาธิการที่เจาะลึก และการแอบดูที่ไม่ซ้ำใคร