Kuzey Kutbundaki Kirli Sudan Ham Petrol Sızıntılarının Süngerle Giderilmesi
Hasas bir ekosistemi olan Kuzey Kutbunda, yeniden kullanılabilir bu sünger ile ham petrol damlacıklarını soğuk sudan yakalayıp geri kazanarak temiz su elde edilebilir.
Deepwater Horizon petrol kuyusundan sızan ham petrol damlacıklarını kirli sudan çıkarmak için 10 yıldır mücadele ediliyor. Petrol damlacıklarının atık sudan arındırılması, dünyanın keşfedilmemiş fosil yakıt rezervlerinin tahmini% 13’ünün bulunduğu Kuzey Kutbu’nda daha da zordur. Kuzey Kutbu bölgesinde aşırı soğuk sıcaklıklar nedeniyle ham petrolün viskozitesi artarak yağ / su karışımlarının jel haline gelmesine neden olur ve bu da suyu temizleme zorlukları oluşturmaktadır.
Şu anda Arktik bölgesi petrol döküntüleri, ham petrolü yakmanın veya eritmenin (5ºC’den 90ºC’ye ısıtılarak) ardından ikincil yöntemler kullanılarak boşaltma sahasından toplanarak temizlenmektedir. Bunun nedeni, sıcaklık düştükçe, parafin mumları olarak bilinen yağdaki daha ağır organik bileşiklerin, damlacık yüzeyinde veya yağ/su arayüzünde biriken sıvı ve katı kristaller olarak ham petrolden çökelmesidir. Bu balmumu kristalleri, kararlı hale gelmek için çevredeki yağ damlacıklarını çekerek birleşmeyi tercih eder ve ham petroldeki yağ karışımlarını oluşturur – bu olay çift emülsiyonlar ve jeller olarak bilinir – enerji denkliği sağlanmadan ayrılma gerçekleşmez.
Bu yöntemle petrolde bulunan ucucu organik maddeler çözülebilir veya buharlaşarak çevreye daha cok zarar verebilir. Dolayısıyla ısıtma stratejileri mükemmellikten uzaktır. Ham petrolü ısıtmak zorunda kalmadan giderimini sağlamak için çevreye zararı minimum olabilecek yeni stratejilerin geliştirilmesine şiddetle ihtiyaç vardır.
Alternatif bir strateji olarak, ham petrolün çevreye bağımlı özelliklerine uyum sağlayan ,petrol damlacıklarını yakalayan ve aynı zamanda geri kazandıran süngerler önerilmiştir.
Bu sorun yakın zamanda ham petrol mikro yapılarındaki sıcaklıkla değişen varyasyonlardan yararlanan yeni bir balmumu ıslatma süngeri ile çözüldü. Konsept, damlacıkların yüzeyindeki yapışkan balmumu kristallerinin benzer kimyasal yapıya sahip diğer yüzeylere kolayca yapışabilmesi gerçeğinden yararlanıyor. Bu nedenle, parafin balmumu benzeri gruplara sahip bir sünger, düşük atık su sıcaklıklarına rağmen, benzer Lego tuğlaları gibi yüzey mumlarına yapışarak yağ damlacıklarını, çift emülsiyonları ve jelleri yakalayabilir.
Optimum balmumu kimyası belirlendikten sonra, silikon nanokristaller parafin mumu benzeri oktadesil ligandlarla kapatıldı ve ticari poliüretan süngerler üzerine kaplandı. Karşılıklı çekicilikleri sayesinde, balmumu ıslatma süngeri, üç saat içinde %95-99 verimlilikle 5ºC ile 40 ºC arasında değişen sıcaklıklarda atık sudan yağ damlacıklarını toplayabildi. Yağa batırılmış süngerler, endüstriyel ölçekte kullanımı güvenli olan hafif çözücülerle yıkanarak saniyeler içinde temizlenebilir ve tekrar kullanılabilir.
Bu yaklaşımla herhangi bir ön ısıtma olmaksızın temiz su elde edilir ve aynı zamanda sünger ham petrolü topladıktan sonra da yeniden kullanılabilir.Yöntem ticarileştirilirse, Kuzey Kutbu petrol sızıntısı iyileştirme zorluklarının çözülmesinde önemli çevresel, enerji ve ekonomik etkilere sahip olabilir. Şu anda, araştırma ekibi, bir filtrasyon cihazı kullanarak çok çeşitli ham petrolle kirlenmiş suları arıtmak için süngerleri ölçeklendirmeye çalışıyor.
Kaynak: advancedsciencenews.com
