Söğüt Ağaçları , Atık Suları Arıtabilir mi ?

Milyonlarca litre birincil kentsel atık su, hızlı büyüyen söğüt ağaçları kullanılarak sürdürülebilir bir şekilde arıtılırken aynı zamanda yenilenebilir biyoenerji ve ‘yeşil’ kimyasallar üretilebilir.

Kanada’da her yıl altı trilyon litre belediye atık suyu kısmen arıtılıp çevreye salınırken, 150 milyar litre arıtılmamış kanalizasyon doğrudan bozulmamış yüzey sularına boşaltılıyor.

Şimdi araştırmacılar bu akışı durdurmanın bir yolunu buldular : Söğüt ağaçlarının köklerinden süzerek. Quebec’te bir plantasyonla deney yapan bilim insanları , hektar başına 30 milyon litreden fazla birincil atık suyun “biyo-rafineri” kullanılarak yıllık olarak arıtılabileceğini tahmin ediyor.

Araştırmanın baş yazarı ve doktora öğrencisi Eszter Sas, “Bu ağaçların bu kadar yüksek miktarda atık suyu nasıl tolere edip arıtabileceğini hâlâ araştırıyoruz , ancak söğütlerin karmaşık ‘fito’-kimyasal araç takımı bize heyecan verici ipuçları veriyor” dedi.

Söğüt ağaçları doğal olarak kirlenmeye karşı toleranslıdır ve kökleri kanalizasyondaki yüksek nitrojeni filtreler, aslında üretilen biyokütleyi üç katına çıkarır, bu da daha sonra fosil yakıtlara alternatif olan yenilenebilir lignoselülozik biyoyakıtlar için hasat edilebilir.

ikinci nesil biyoyakıtlar

Fosil yakıtlara bir alternatif olan bu sözde ikinci nesil biyoyakıtlar, gıda zincirindeki hammaddeler için doğrudan rekabet etmezler.

Araştırmalarında, Sas ve UdeM ve Imperial College London’dan bitki bilimciler, biyokimyacılar ve kimya mühendislerinden oluşan Kanadalı-İngiliz bir ekip, ağaçlar tarafından üretilen yeni çıkarılabilir ‘yeşil’ kimyasalları tanımlamak için gelişmiş metabolomik (kimyasal) profilleme teknolojisini kullandı.

Söğütlerin yüksek miktarlarda ürettiği salisilik aside (en çok aspirinin ana maddesi olarak bilinir) ek olarak, önemli antioksidan, antikanser, antienflamatuar ve antimikrobiyal özelliklere sahip bir dizi “yeşil” kimyasal, kanalizasyon filtrasyonu yoluyla zenginleştirildi.

Sas, “Endüklenen kimyasal bileşiklerin çoğu daha önce söğütlerde görülmese de, bazıları meyan kökü ve mangrov gibi tuza dayanıklı bitkilerde gözlendi ve güçlü antioksidanlar olduğu biliniyor” dedi.

“İlginç bir şekilde, uyarılmış kimyasalların bir kısmı tamamen tanımlanmamış . Binlerce yıldır var olan söğüt ağaçlarında bile, keşfedilmeyi bekleyen ne kadar yeni bitki kimyası olduğu şaşırtıcı” diye ekledi.

ŞAŞIRTICI DERECEDE YÜKSEK VERİM

Söğütlerin atıksu arıtımının yıllık lignoselülozik biyoyakıt ve ‘yeşil’ kimyasal verimler üzerindeki etkisine bakıldığında, Sas’ ekibi deneysel plantasyonlarını kanalizasyonla sulamanın olumsuz yansımalarını bekliyordu. Ancak, verimler gerçekten bu kadar yükseldiğinde şaşırdılar

Sas’ın UdeM’deki doktora danışmanı Frédéric Pitre, “Atıksu arıtımı gibi çevresel zorlukları ele almak için doğal çözümler kullanmanın faydalarından biri, yenilenebilir biyoenerji ve yeşil kimya gibi tamamlayıcı biyo ürünler üretebilmemizdir” dedi.

“Bu biyorafineri konsepti, yeni çevre teknolojilerinin, yüksek düzeyde yerleşik petrol bazlı fosil yakıtlar ve kimyasallar pazarlarıyla ekonomik olarak rekabet etmesine izin verirken, aynı zamanda ekosisteme devam eden insan hasarını azaltmaya yardımcı olması açısından harika görünüyor.”

Kaynak : chemeurope.com 

Orijinal Yayın : sciencedirect.com

 

Yeşil Kimya

yeşil kimya

Yeşil Kimya Nedir?

Yeşil kimya, tehlikeli maddelerin kullanımını veya üretimini azaltan veya ortadan kaldıran kimyasal ürün ve süreçlerin tasarımıdır.
Yeşil kimya, tasarımı, üretimi, kullanımı ve nihai bertarafı dahil olmak üzere bir kimyasal ürünün yaşam döngüsü boyunca geçerlidir. Sürdürülebilir kimya olarak da bilinir.

Yeşil Kimya:

  • Moleküler düzeyde kirliliği önler
  • Tek bir kimya disiğlini değil, kimyanın tüm alanları için geçerli olan bir felsefedir.
  • Gerçek dünyadaki çevre sorunlarına yenilikçi bilimsel çözümler uygular.
  • Kirlilik oluşumunu engellediği için kaynak azaltımına neden olur.
  • Kimyasal ürün ve süreçlerin insan sağlığı ve çevre üzerindeki olumsuz etkilerini azaltır.
  • Mevcut ürün ve süreçlerden kaynaklanan tehlikeyi azaltır ve bazen ortadan kaldırır.
  • İçsel tehlikelerini azaltmak için kimyasal ürünler ve süreçler tasarlar.

Yeşil kimya, kimyasal hammaddelerin, reaktiflerin, çözücülerin ve ürünlerin tehlikelerini en aza indirerek veya ortadan kaldırarak kirliliği kaynağından azaltır.
Bu akışlarının artıtılmasını veya çevresel dökülmelerin ve diğer salınımların temizlenmesini içerek kirliliğin temizlenmesinden farklıdır. iyileştirme, tehlikeli kimyasalların diğer malzemelerden ayrılmasını, ardından artık tehlikeli olmayacak şekilde işlenmesini veya güvenli bertaraf için konsantre edilmesini içerebilir. Çoğu iyileştirme faaliyeti yeşil kimyayı içermez. İyileştirme, tehlikeli maddeleri çevreden uzaklaştırır; öte yandan yeşil kimya, tehlikeli maddeleri en başta çevreden uzak tutar.

Bir teknoloji, çevresel kirleticileri temizlemek için kullanılan tehlikeli kimyasalları azaltır veya ortadan kaldırırsa, bu teknoloji yeşil kimya teknolojisi olarak nitelendirilir. Bir örnek, güvenli bertaraf için havadan cıva yakalamak için kullanılan tehlikeli bir sorbentin [kimyasal] etkili, ancak tehlikeli olmayan bir sorbent ile değiştirilmesidir. Tehlikeli olmayan emici maddenin kullanılması, tehlikeli emici maddenin asla üretilmediği ve dolayısıyla iyileştirme teknolojisinin yeşil kimya tanımını karşıladığı anlamına gelir.

Yeşil kimyanın 12 ilkesi

Bu ilkeler, yeşil kimya kavramının genişliğini göstermektedir:

1. İsrafı önleyin: İsrafı önlemek için kimyasal sentezler tasarlayın. Arıtmak veya temizlemek için atık bırakmayın.

2. Atom ekonomisini en üst düzeye çıkarın: Sentezleri, nihai ürün başlangıç ​​malzemelerinin maksimum oranını içerecek şekilde tasarlayın. Az veya hiç atom atmayın.

3. Daha az tehlikeli kimyasal sentezler tasarlayın: İnsanlara veya çevreye çok az veya hiç toksisitesi olmayan maddeleri kullanmak ve üretmek için sentezler tasarlayın.

4. Daha güvenli kimyasallar ve ürünler tasarlayın: Tamamen etkili ancak çok az toksisitesi olan veya hiç toksisitesi olmayan kimyasal ürünler tasarlayın.

5. Daha güvenli çözücüler ve reaksiyon koşulları kullanın: Çözücüler, ayırma maddeleri veya diğer yardımcı kimyasalları kullanmaktan kaçının. Bu kimyasalları kullanmanız gerekiyorsa, daha güvenli olanları kullanın.

6. Enerji verimliliğini artırın: Mümkün olduğunda kimyasal reaksiyonları oda sıcaklığında ve basıncında çalıştırın.

7. Yenilenebilir hammaddeler kullanın: Tükenebilir değil yenilenebilir başlangıç ​​malzemeleri (hammadde olarak da bilinir) kullanın. Yenilenebilir hammaddelerin kaynağı genellikle tarım ürünleri veya diğer süreçlerin atıklarıdır; tükenebilir hammaddelerin kaynağı genellikle fosil yakıtlar (petrol, doğal gaz veya kömür) veya madencilik faaliyetleridir.

8. Kimyasal türevlerden kaçının: Mümkünse bloke edici veya koruyucu gruplar veya herhangi bir geçici değişiklik kullanmaktan kaçının. Türevler ek reaktifler kullanır ve atık üretir.

9. Stokiyometrik reaktifler değil, katalizörler kullanın: Katalitik reaksiyonlar kullanarak atıkları en aza indirin. Katalizörler küçük miktarlarda etkilidir ve tek bir reaksiyonu birçok kez gerçekleştirebilir. Fazla kullanılan ve yalnızca bir kez reaksiyon gerçekleştiren stokiyometrik reaktiflere tercih edilirler.

10. Kullandıktan sonra bozulacak kimyasallar ve ürünler tasarlayın: Kimyasal ürünleri, kullanımdan sonra çevrede birikmemeleri için zararsız maddelere dönüşecek şekilde tasarlayın.

11. Kirliliği önlemek için gerçek zamanlı olarak analiz edin: Yan ürünlerin oluşumunu en aza indirmek veya ortadan kaldırmak için proses içi, gerçek zamanlı izleme ve sentezler sırasında kontrolü dahil edin.

12. Kaza olasılığını en aza indirin: Kimyasalları ve fiziksel formlarını (katı, sıvı veya gaz), patlamalar, yangınlar ve çevreye salınımlar dahil olası kimyasal kazaları en aza indirecek şekilde tasarlayın.