כיצד פלדה חשמלית יכולה למצוץ מתכות רעילות מהאוקיאנוס

כאשר גשם כבד פוגע בקלדוניה החדשה, הנהרות מאדים.

ממוקם כ -1, 200 ק"מ מזרחית לאוסטרליה, קלדוניה החדשה כוללת אחת ממערכות האקולוגיות של שוניות האלמוגים הנרחבות בעולם, וכ -10 אחוז מהניקל בעולם. יותר ממאה שנים של כריית רצועות יערות יערות בשטח הצרפתי השקט הצרפתי יצרו כמה מהרמות הגבוהות ביותר של שחיקת אדמה בעולם. כיסוי יערות הגשם הצטמצם מ -70 אחוז ל -20 אחוז, וכשגשם גשמים, מים ואדמה זורמים ללא הפרעה מהגבעות אל נהרות וים, לוקחים עימם ניקל ומתכות רעילות אחרות.

בסופו של דבר מתכות אלה - בעיקר ניקל, קובלט, ברזל וכרום - מסתיימות בשרשרת המזון. צדפות המתגוררות בסמוך לנהרות העוברים על פני אתרי כרייה מכילות פי 20 יותר ניקל מאלו שגרים ליד נהרות אחרים. ל צלופחים הסמוכים לחוף יש ריכוזים גבוהים יותר של ניקל ומתכות אחרות מאשר אלה הרחוקים יותר לים.

"ההשלכות של זיהום מסוג זה הן הרות אסון", אומרת פגי גונקל-גרילון, כימאית סביבתית מאוניברסיטת קלדוניה החדשה. המתכות הרעילות נעות לאורך שרשרת המזון ומצטברות בטורפים מובילים, היא אומרת.

אולם העדויות לגבי ההשפעות הרעילות של ניקל על יצורים ימיים ואנשים מוגבלות. "בקלדוניה החדשה אנו מתחילים לחקור את השפעות המתכות על הסביבה - זה נושא חדש עבור הממשלה והמדענים, " אומר יאניק דומיניק, אקוטוקסיקולוג במועצה החדשה קלדוניו ביוקו. דומיניק הוא חלק מפרויקט ממשלתי חדש הבוחן רמות ומקורות חשיפה למתכת בקרב אנשים בקלדוניה החדשה.

אצל בני אדם, מחקר קישר בין חשיפה לניקל - לרוב באמצעות עישון סיגריות או תעשייה - לשכיחות מוגברת של סוכרת מסוג 2, וארגון הבריאות העולמי מסווג ניקל טהור כמסרטן. עם זאת, מעט מאוד ידוע על ההשפעה של צריכת מים ומזונות עתירי ניקל.

במחשבה על האיום של נגר ניקל, גונקל-גרילון ועמיתיה תהו אם אפשר לעשות משהו.

בתעשיות ימיות נוצרות תצורות דמויות סלע מלאכותיות סביב מבנים כמו טורבינות רוח ופלטפורמות נפט מהחוף כדי להגן עליהם מפני שחיקה. מחסומים אלה נוצרים מחומרים מבוססי סידן במי הים הנמשכים ונבנים סביב מבני מתכת טעונים חשמליים. החוקרים תהו אם אפשר לדחוף את התהליך צעד נוסף קדימה. כלומר, אם מתכות טעונות חשמלי יכולות למשוך חומרים על בסיס סידן, האם יצירות מבוססות סידן יכולות למשוך מזהמי מתכות כבדות?

בניסויי מעבדה גונקל-גרילון עובד עם מארק ג'נין, מהנדס מהאוניברסיטה דה לה רושל הצרפתית, כדי לפתח שיטה להפקת ניקל ממי הים ליד קלדוניה החדשה.

על ידי הנחת פלדה מגולוונת במי ים והעמסתם בזרם חשמלי חלש, הראו החוקרים כי הם יכולים לשלוף יוני מתכות מהפתרון, וללכוד אותם בשקעים מסורבלים הגדלים על אלקטרודת הפלדה.

בבדיקת מעבדה הוכחת מושג טבלו המדענים חתיכות קטנות של פלדה חשמלית במי ים ממוסמר בניקל. לאחר שבעה ימים הם גילו שעד 24 אחוז מהניקל שנוסף למים נכלאו.

אבל האתגר האמיתי, אומר גונקל-גרילון, הוא לבדוק אם הטכניקה שלהם תתורגם לתנאים בעולם האמיתי. השלב הבא הזה כבר יוצא לדרך בלגונה החדשה בקלדוניה. בסוף מרץ הציבו המדענים ניסוי בקנה מידה גדול יותר במפרץ נומבו, שהוא אזור התעשייה של עיר הבירה נומה.

אם ניסויים אלה עובדים, המדענים רואים מבנה קבוע וגדול עוד יותר של אלקטרודות מגולוונות שיושבות אנכית במים.

"על ידי הצבת המכשיר שלנו לפיהם של נהרות, קולחים, נמלים או כל מקומות אחרים שבהם יכול להתרחש זיהום כזה, נוכל להגביל את הזיהום של ניקל מומס, " אומר גונקל-גרילון.

הרשת החשמלית המקומית מפעילה את הניסוי בקלדוניה החדשה, אך צריך להיות אפשרי להפעיל מערך כזה עם טורבינות רוח או פאנלים סולאריים בעתיד.

זיהום מתכות בסביבה הימית הוא בעיה בכל רחבי העולם, ופתרון זה טומן בחובו הבטחה רבה. הצוות השתמש גם בטכניקה בכדי ללכוד עופרת, וג'נין אומר שהוא לא רואה שום סיבה שזה לא יכול לעבוד גם עבור אלמנטים מתכתיים אחרים.

"בנמלים ישנים יותר יכולים להיות רמה גבוהה של מזהמים כמו מתכות ומתכות כבדות במשקעים שלהם", אומר פיליפ אנדרה, מנכ"ל Géocorail, חברה המפתחת מבנים ימיים מלאכותיים להגנה מפני סחף. "זה נובע מצבעי ההריסות ששימשו בעבר על הגופות וממקורות אחרים. הנמלים אינם עמוקים במיוחד, ולכן הסערה הנגרמת על ידי מדחפי כלי שיט נוטה להרים את המשקעים ולשחרר את המזהמים שלהם. "

ג'וקורייל רשמה פטנט על גרסה שונה של אלקטרודה לכידת מתכת, הנבדקת בכמה נמלי ים צרפתיים.

עד האביב הבא יגיעו תוצאות הבדיקה בשדה קלדוני החדש, והמדענים צריכים לדעת אם טכניקה זו יכולה לסייע בזיהום מתכות רעיל.

"כשנקבל את המשקעים ממי הים, נוכל לבדוק אילו יסודות מתכתיים נלכדו, כולל כל מזהמי המתכת שנמצאים בלגונה של קלדוניה החדשה", אומר ג'נין.

סיפורים קשורים ממגזין Hakai:

• קסדות דגים לא מצילים חיים
• מעקב אחר כריית ים עמוק
• תושבי האי הנעולים