Эти дешевые датчики могут контролировать свинца в бытовой воде

Эти дешевые датчики могут контролировать свинца в бытовой воде
Wen-Chi Lin демонстрирует дизайн своего электронного свинцового датчика. Это может позволить городам и домовладельцам точно определить трубы, которые загрязняют воду свинцом.
(Кредит: Эван Догерти / Мичиган Инженерные коммуникации и маркетинг / У. Мичиган)

Новый электронный датчик может контролировать качество воды в домах или городах, сообщая жителям или должностным лицам о наличии свинца в воде в течение девяти дней - всего около $ 20.

Водный кризис Флинта показал нацию, что старые системы водоснабжения, которые, как считается, стабильны в течение десятилетий, могут внезапно подвергнуть тысячи людей воздействию нейротоксина, если изменение качества воды вызывает коррозию свинцового трубопровода.

Кроме того, стандартные испытания образцов воды требуют от пользователей запускать воду в течение нескольких минут, не пропуская ни одного свинца, который вымывается в воду из собственных труб дома.

Марк Бернс, профессор химического машиностроения в Мичиганском университете, и его коллеги решили разработать недорогой датчик, который можно было бы разместить в ключевых точках городских систем водоснабжения, а также в кранах в домах.

«Надеюсь, это будет иметь какое-то влияние, потому что страшно думать о том, чтобы вести в своей воде, - говорит Бернс.

Хитрость заключается в отделении свинца от всех других металлов, которые могут присутствовать в воде, большинство из них опасны только в очень высоких дозах.

«Поскольку железо является самым распространенным металлом в воде и в основном безвредным (помимо плохого запаха), мы видим, что это мешает нашему сенсору», - говорит Вэнь-Чи Линь, недавний аспирант по химическому машиностроению.

Таким образом, она разработала датчик, который мог бы отличать свинцовые и другие металлы, такие как железо. Он опирается на две пары электродов. Положительный электрод и его нейтральный сосед устанавливают среду с низким энергопотреблением, в то время как отрицательный электрод и его нейтральный сосед создают среду, богатую электронами.


Получите последние новости от InnerSelf


Отрицательный электрод предлагает электроны положительным ионам, захватывая большинство металлов. Металлы уже окисляются в воде, то есть они отказались от некоторых из своих электронов, поэтому они предпочитают возможность вернуть электроны.

Однако свинец притягивается к положительной стороне электрода - он является единственным загрязняющим металлом, который легко теряет больше электронов и далее окисляется.

Лин проверил датчики в самых разных средах: имитировал водопроводную воду и воду из фактического крана, с металлическими кольцами или нет. По мере накопления свинца на положительном электроде он в конечном итоге достигает нейтрального электрода, замыкает цепь и генерирует напряжение. Выше одновольтного сигнала система регистрирует удар.

Это аналогичная история на отрицательном электроде, собирающая высокие концентрации железа, цинка и меди, что также может стать проблемой для здоровья. Датчик может различать проблему с свинцом и проблему с одним из этих других металлов.

«Может быть приложение, которое будет контролировать все краны, и оно может просто отправить вам сообщение электронной почты, когда оно обнаружит событие», - говорит Бернс.

Лин был особенно осведомлен о ложных срабатываниях - обнаружение означает, что электрод вышел из строя для хорошего (но не для всего датчика), и это может вызвать ненужный страх для семьи или чиновника.

Единственный потенциал для ложного свинцового предупреждения - если концентрация меди слишком высока. Медь настолько хороша в захвате лишних электронов, что она может накапливаться на нейтральном электроде рядом с положительным электродом. Но медь только создает напряжение в высоких концентрациях, приближаясь к пределу действия Агентства по охране окружающей среды частей 1,300 на миллиард.

Напротив, свинец проявляется в количествах 15 на миллиард - его предел действия EPA - примерно через неделю. По данным Центров по контролю за заболеваниями, этот уровень воздействия не считается повышенным уровнем содержания в крови у взрослых. Большая концентрация свинца, составляющая 150 на миллиард, была собрана через один или два дня, в зависимости от химического состава воды.

Лин считает, что с оптимизацией положительный электрод может быть еще лучше при привлечении свинца, но не меди.

Исследование появляется в Аналитическая химия.

Мичиганский университет профинансировал работу через стипендию Барбура, посол Рэкхэма прероктората и профессора TC Chang Endowed.

источник: Мичиганский университет

Похожие книги:

{amazonWS: searchindex = Книги; ключевые слова = токсичный свинец в воде; maxresults = 3}

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

Следуйте за InnerSelf

facebook-значокTwitter-значокНовости-значок

Получить последнее по электронной почте

{Emailcloak = выкл}

ВНУТРЕННИЕ ГОЛОСЫ

Что мне подходит: «Я могу это сделать!»
Что мне подходит: «Я могу это сделать!»
by Мари Т. Рассел, Внутренний
Будьте добры к себе и другим
Будьте добры к себе и другим
by Сара Люк Маккой

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ

Будьте добры к себе и другим
Будьте добры к себе и другим
by Сара Люк Маккой
Защищает ли лицевой щиток от Covid-19?
Защищает ли лицевой щиток от Covid-19?
by Филипп Руссо и Бретт Митчелл

ОТ РЕДАКТОРОВ

Информационный бюллетень InnerSelf: сентябрь 20, 2020
by InnerSelf персонала
Тему информационного бюллетеня на этой неделе можно резюмировать как «вы можете это сделать» или, более конкретно, «мы можем это сделать!». Это еще один способ сказать «вы / мы в силах внести изменения». Изображение…
Что мне подходит: «Я могу это сделать!»
by Мари Т. Рассел, Внутренний
Причина, по которой я делюсь «тем, что работает для меня», заключается в том, что это может сработать и для вас. Если не совсем так, как я это делаю, поскольку мы все уникальны, некоторые различия в подходах или методах вполне могут быть чем-то ...
Информационный бюллетень InnerSelf: сентябрь 6, 2020
by InnerSelf персонала
Мы видим жизнь через призму нашего восприятия. Стивен Р. Кови писал: «Мы видим мир не таким, каков он есть, а такими, какие мы есть ──или так, как мы привыкли его видеть». Итак, на этой неделе мы рассмотрим некоторые…
InnerSelf Newsletter: август 30, 2020
by InnerSelf персонала
Дороги, по которым мы путешествуем сегодня, стары как времена, но для нас они новы. Переживания, которые мы переживаем, стары как времена, но они также новы для нас. То же самое и с…
Когда правда настолько ужасна, что причиняет боль, действуйте
by Мария Т. Рассел, InnerSelf.com
Среди всех ужасов, происходящих в наши дни, меня вдохновляют сияющие лучи надежды. Обычные люди, отстаивающие то, что правильно (и против того, что неправильно). Бейсболисты,…