185 Share

Mühendisler İçme Suyunu Arıtmak İçin Ağaç Dallarından Filtreler Yapıyor

Furkan Altunsoy6 ay önce



Çam ve ginkgo gibi çiçek açmayan ağaçların iç kısımları, bir ağacın gövdesi ve dallarından su çeken, ksilem olarak bilinen saman benzeri kanallarla kaplı diri odun içerir. ksilem kanalları, su ve özdeki kabarcıkları filtreleyen, doğal elek görevi gören ince membranlarla birbirine bağlanır.

Not: Ksilem veya odun borusu, bitkilerde inorganik maddelerin (su, mineraller vb.) taşınmasını sağlayan borumsu yapılardır. Cansız hücrelerden oluşurlar. Bölünür doku hücreleri üst üste gelerek zamanla çekirdek ve sitoplazmalarını kaybeder. Hücreler arasındaki enine zarlar eriyerek kaybolur. Böylece, ince bir boru şeklindeki odun boruları oluşur.

MIT mühendisleri diri odunun doğal filtreleme kabiliyetini araştırıyorlar ve daha önce diri odun dallarının soyulmuş enine kesitlerinden basit filtreler üreterek, düşük teknolojili tasarımın bakterileri etkili bir şekilde filtrelediğini gösterdiler.

Şimdi, aynı ekip teknolojiyi geliştirdi ve gerçek dünyadaki durumlarda işe yaradığını gösterdi. Laboratuvar testlerinde E. coli ve rotavirüs gibi patojenleri filtreleyebilen yeni ksilem filtreleri imal ettiler ve filtrenin bakterileri kirlenmiş kaynak, musluk ve yeraltı suyundan temizleyebileceğini gösterdiler. Ayrıca, filtrelerin raf ömrünü uzatmak için basit teknikler geliştirdiler ve odunsu disklerin kuru halde en az iki yıl saklandıktan sonra suyu arıtmasını sağladılar.

Araştırmacılar, tekniklerini yerli ağaçlardan ksilem filtreleri yaptıkları ve filtreleri yerel kullanıcılarla test ettikleri Hindistan'a götürdüler. Ekip, geri bildirimlerine dayanarak, suyu saatte bir litre oranında saflaştıran değiştirilebilir ksilem filtreleriyle donatılmış basit bir filtreleme sisteminin prototipini geliştirdi.

Nature Communications'da bugün yayınlanan sonuçları, ksilem filtrelerinin kirlenmiş içme suyundan bakteri ve virüsleri uzaklaştırmak için topluluk ortamlarında kullanım potansiyeline sahip olduğunu gösteriyor.

Araştırmacılar, özellikle kirlenmiş içme suyunun hastalık ve ölümlerin başlıca nedeni olduğu alanlarda, ksilem filtrelerini büyük ölçekte kullanıma sunma seçeneklerini araştırıyorlar. Ekip, çeşitli ağaç türlerinden ksilem filtreleri tasarlamak ve üretmek için yönergeler içeren açık kaynaklı bir web sitesi başlattı. Web sitesi, teknolojiyi daha geniş topluluklara tanıtmak için girişimcileri, kuruluşları ve liderleri desteklemek ve öğrencilere ksilem filtreleri ile kendi bilim deneylerini gerçekleştirmeleri için ilham vermek amacıyla tasarlanmıştır.

Yolu açmak:

Karnik ve meslektaşları, ksilem ile ilgili önceki çalışmalarında, odunsu malzemenin doğal filtreleme yeteneğinin de bazı doğal sınırlamalar getirdiğini keşfettiler. Odun kurudukça, dalların elek benzeri zarları duvarlara yapışmaya başladı ve filtrenin geçirgenliğini veya suyun geçmesine izin verme kabiliyetini azalttı. Filtreler ayrıca zamanla "kendilerini bloke ediyor" ve kanalları tıkayan odunsu maddeler oluşturuyor gibi göründü.

Şaşırtıcı bir şekilde, iki basit tedavi her iki sınırlamayı da aştı. Küçük diri odun kesitlerini bir saat sıcak suda bekletip ardından etanole batırıp kurumaya bırakarak, Ramchander malzemenin geçirgenliğini koruduğunu ve suyu tıkanmadan etkili bir şekilde filtrelediğini keşfetti. Filtreleme, bir filtrenin kalınlığının ağaç tipine göre uyarlanmasıyla da iyileştirilebilir.

Araştırmacılar, MIT kampüsünün etrafındaki dallardan beyaz çamın küçük kesitlerini dilimleyip işlediler ve ortaya çıkan filtrelerin, iki yıla kadar saklandıktan sonra bile ticari filtrelerle karşılaştırılabilir bir geçirgenliği koruduğunu ve filtrelerin raf ömrünü önemli ölçüde uzattığını gösterdiler.

Araştırmacılar ayrıca filtrelerin ishal hastalığının en yaygın nedeni olan E. coli ve rotavirüs gibi kirleticileri temizleme yeteneğini de test ettiler. Arıtılmış filtreler, Dünya Sağlık Örgütü tarafından belirlenen "iki yıldızlı kapsamlı koruma" kategorisini karşılayan bir su arıtma seviyesi olan her iki kirletici maddenin yüzde 99'undan fazlasını ortadan kaldırmıştır.

Ramchander, "Bu filtrelerin bakteriyel kirleticileri makul bir şekilde ele alabileceğini düşünüyoruz" diyor. "Ancak henüz etkisini bilmediğimiz yerlerde arsenik ve florür gibi kimyasal kirleticiler var" diyor.


Temel:

Araştırmacılar, laboratuvardaki sonuçlarından cesaret alarak, dünyadaki suyla taşınan hastalıklar nedeniyle ölüm oranı en yüksek olan ve güvenli ve güvenilir içme suyunun daha fazla erişilemez olduğu Hindistan'da tasarımlarını saha testine geçirdiler. 

İki yıldan fazla bir süredir, MIT D-Lab'daki araştırmacılar da dahil olmak üzere mühendisler, yerel STK'lar Himmotthan Society, Shramyog, Peoples Science Institute ve Essmart tarafından kolaylaştırılan dağ ve kentsel bölgelerde çalıştı. Yerli çam ağaçlarından filtreler ürettiler ve bunları, ABD'deki ginkgo ağaçlarından yapılan filtrelerle birlikte yerel içme suyu kaynakları ile test ettiler. Bu testler, filtrelerin yerel suda bulunan bakterileri etkili bir şekilde ortadan kaldırdığını doğruladı. Araştırmacılar ayrıca yerel toplulukların mevcut su uygulamalarını ve su arıtma çözümlerine yönelik zorlukları ve tercihleri ​​anlamak için görüşmeler, odak grupları ve tasarım atölyeleri düzenlediler. Ayrıca tasarımla ilgili geri bildirim topladılar.

Hegde, "İnsanlarda çok yüksek puan alan şeylerden biri, bu filtrenin herkesin tanıdığı doğal bir malzeme olmasıydı" diyor. "Ayrıca, düşük gelirli hanelerdeki insanların daha büyük bir miktara göre daha az sıklıkta günlük olarak daha küçük bir miktar ödemeyi tercih ettiklerini gördük. Bu, mevcut filtreleri kullanmanın önünde bir engeldi, çünkü değiştirme maliyetleri çok fazlaydı."

Hindistan'daki 1.000'den fazla potansiyel kullanıcıdan gelen bilgilerle, kullanıcıların suyla doldurabilecekleri bir hazneye sahip basit bir filtreleme sisteminin prototipini tasarladılar. Su, 1 metre uzunluğundaki bir tüpten, bir ksilem filtresinden ve valf kontrollü bir ağızdan akar. Ksilem filtresi, bir hane halkının ihtiyaçlarına bağlı olarak günlük veya haftalık olarak değiştirilebilir.

Ekip, yerel olarak mevcut kaynaklarla ve insanları günlük yaşamlarının bir parçası olarak su arıtmayı uygulamaya teşvik edecek bir şekilde daha büyük ölçeklerde ksilem filtreleri üretmenin yollarını araştırıyor - örneğin, uygun fiyatlı, paralı olarak yedek filtreler sağlayarak.

Karnik, "ksilem filtreleri, diğer su filtresi kartuşlarında olduğu gibi önceden yatırım gerektirmeden, insanların ihtiyaç duydukları şeyleri satın alabilecekleri yerel mağazalarda bulunabilen ucuz ve bol miktarda bulunan malzemelerden üretiliyor," diyor. "Şimdilik, ksilem filtrelerinin gerçekçi bir performans sağladığını gösterdik."

Kaynak:

https://techxplore.com/news/2021-03-filters-tree-purify.html

Bu Blog İçin Durumunu Belirt

Love

1

Cool

0

Geeky

0

Lol

0

Meh

0

Omg

0

Thnk

0

Angry

0

Yorumda isminiz görünsün mü ?

Benzer Bloglar