Nanomaterialen zijn in opkomst als een krachtig hulpmiddel voor het opruimen van olievlekken aan de kust

Opruimen na een grote olievlek is een lang, duur proces en de schade aan het ecosysteem van een kustgebied kan aanzienlijk zijn. Dit geldt met name voor de Noordpoolgebied van de wereld, waar nieuw geopende zeeveren op afstand uit afstand zullen blootstellen aan verhoogde risico’s als gevolg van een verwachte stijging van zesverkeer.

Huidige mitigatietechnieken zelfs in zwaarbevolkte gebieden worden geconfronteerd met ernstige beperkingen, waaronder een lage olieabsorptiecapaciteit, potentiële toxiciteit voor het leven op zee en een langzaam saneringsproces.

De vooruitgang in nanotechnologie kan echter oplossingen bieden die effectiever, veiliger zijn en veel sneller werken dan de huidige methoden. Dat is volgens een nieuw artikel in Milieuwetenschap: nano door een door Concordia geleid team van onderzoekers.

“Het gebruik van nanomaterialen als een responsmethode is naar voren gekomen als een veelbelovende duurzame aanpak”, zegt hoofdauteur Huiifang Bi, een Ph.D. Kandidaat bij de afdeling Building, Civil en Environmental Engineering aan de Gina Cody School of Engineering and Computer Science.

“Dit artikel synthetiseert, beoordelingen en analyses tussen 40 en 50 studies over het onderwerp om ons een groot uiterlijk te geven van de status van nanotechnologieën in de respons op het olievlek van de kust. Tegelijkertijd presenteren we ook onze eigen suggesties en het identificeren van onderzoek Hiaten tussen het gebruik van nanomaterialen in het lab en hoe ze kunnen worden gebruikt in real-world toepassingen. “

Ze voegt eraan toe dat nanomaterialen op grote schaal worden bestudeerd om olievlekken van mariene olievlekken te bestrijden, maar ze richt zich specifiek op de sanering van de kustlijn. Ze schat dat meer dan 90 procent van de artikelen die ze beoordeelde uitsluitend lab-gebaseerd was en nog niet beschikbaar was voor veldgebruik.

Aanmoedigende resultaten hebben veldtests nodig

De unieke eigenschappen die in nanomaterialen worden gevonden, kunnen helpen bij het beperken van verschillende saneringsinspanningen. Deze omvatten oppervlaktewasmiddelen, dispergeermiddelen, sorptiemiddelen en bioremediatie. Elke methode heeft zijn eigen sterke punten en nadelen die kunnen worden verbeterd met het gebruik van nanomaterialen.

Het vervangen van synthetische oppervlakteactieve stoffen en organische oplosmiddelen door op bio gebaseerde nanomaterialen is bijvoorbeeld zowel zeer effectief bij het verwijderen van olie en het produceren van minder giftige stoffen die kustbiota’s kunnen schaden.

Nanomaterialen kunnen ook worden gebruikt bij dispergeermiddelen. Op klei gebaseerde nanomaterialen kunnen oliedeeltjes in een emulsie stabiliseren, wat resulteert in een groter gebied voor olieetende bacteriën om te groeien en het verdwijnen van de olie te versnellen. In sorptiemiddelen zoals aerogels of schuimen kunnen nanomaterialen de verwijdering van olie uit water verbeteren door absorptie, adsorptie of een combinatie dankzij grote oppervlakken en een groot aantal sorptieplaatsen.

Ten slotte kunnen ze ook worden gebruikt om bioremediatie te versnellen, een techniek die micro -organismen gebruikt om schadelijke verontreinigende stoffen zoals olie op te breken in minder schadelijke of onschadelijke stoffen.

“Hoewel deze lab-gebaseerde resultaten bemoedigend zijn, moeten we voorzichtig zijn”, waarschuwt BI. “We moeten prioriteit geven aan het gebruik van duurzame en milieuvriendelijke nanomaterialen om milieurisico’s te minimaliseren en de verantwoorde toepassing van nanotechnologie in de respons op de olievlek van de kust te waarborgen. We moeten ook testen opschalen om deze werkzaamheid in veldtests te meten.”

Volgens BI’s scriptie -supervisor Chunjiang An, een universitair hoofddocent bij dezelfde afdeling, komt de opkomst van nanomaterialen als hulpmiddelen voor het herhalen van olievlekken op een kritieke tijd.

“We worden geconfronteerd met veel nieuwe uitdagingen, met bedreigingen van olievlekken die nu zowel traditionele als nieuwe regio’s beïnvloeden, waaronder het Noordpoolgebied”, zegt hij. “We moeten samenwerken met regeringen en de particuliere sector om ervoor te zorgen dat ze op de hoogte zijn van deze technologieën en deze verder kunnen opnemen in hun toekomstige saneringsrichtlijnen.”

Co-auteurs zijn Concordia-professoren Catherine Mulligan en Zhi Chen, en Kenneth Lee van Fisheries and Oceans Canada en Baiyu Zhang van Memorial University.