Polski pomysł na toksyczność cezu

Czas2 min

Jak radzić sobie z toksycznością cezu – często wykorzystywanego, a niebezpiecznego dla ludzi i środowiska? Pomóc mogą nanomateriały zawierające sumanen. Pracuje nad tym dr inż. Artur Kasprzak z Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej. Jest jedynym naukowcem na świecie, który zajmuje się takim zastosowaniem tego związku.

Wysokie stężenia izotopu cezu 137Cs występuje głównie tam, gdzie doszło do katastrof elektrowni atomowych. Tak było np. w Fukushimie i przyniosło poważne konsekwencje.

– Japonia jest krajem wyspiarskim, więc problem był większy niż w Czarnobylu – toksyczny cez przedostał się do wody, w tym do wód gruntowych, na tereny, na których uprawiany jest ryż – mówi dr inż. Artur Kasprzak. – Nie możemy także zapomnieć o występowaniu prądów morskich i o wpływie tego radioaktywnego pierwiastka na ryby.

Co więcej, należy pamiętać, że jeśli izotop cezu już dostanie się do środowiska, będzie w nim występował przez minimum 30 lat. Problem z cezem dotyczy jednak nie tylko miejsc katastrof, a całego świata, bo pierwiastek (pod różnymi postaciami) wykorzystuje się m.in. w leczeniu nowotworów, przemyśle farmaceutycznym, a nawet w suplementach diety.

W poszukiwaniu praktycznego zastosowania

Naukowcy zaczęli szukać sposobów usuwania soli cezu z roztworów wodnych. Tu pojawiły się dwie główne trudności – niska selektywność opracowanych rozwiązań (usuwają nie tylko cez, ale też pożądane pierwiastki, takie jak potas i magnez) oraz wysokie koszty utylizacji.

Dr Kasprzak opracował nowy materiał – składający się z magnetycznych nanocząstek węglowych z rdzeniem kobaltowym modyfikowanych sumanenem.

– Sumanenem zainteresowałem się w 2019 roku podczas stażu naukowego w Osaka University w Japonii, gdy pracowałem w zespole prof. Hidehiro Sakurai – to on w 2003 roku odkrył ten związek – opowiada dr Kasprzak. – Zwróciłem uwagę, że większość badań prowadzonych nad sumanenem to głównie badania strukturalne i syntetyczne. Brakowało w nich informacji o praktycznym wykorzystaniu. Udało mi się jedynie znaleźć wzmiankę, że sumanen w sposób selektywny oddziałuje z kationami cezu.


Dr Kasprzak postanowił praktycznie wykorzystać to działanie sumanenu, opracowując magnetyczny nanoadsorbent cezu.

– Materiał absorbujący cez wsypuje się do zanieczyszczonej wody – mówi naukowiec z PW. – Jego właściwości magnetyczne pozwalają na szybkie, łatwe i dokładne oddzielenie materiału od roztworu. Jeśli wrzucimy do zanieczyszczonej wody materiał bez tych właściwości, musimy oddzielić go w inny sposób, chociażby poprzez odsączanie lub wirowanie. W kuchni jest to proste, ale w przemyśle już nie. Właściwości magnetyczne ułatwiają cały proces. Wystarczy, że przyłoży się magnes do fiolki i materiał oddziela się od roztworu, a wraz z nim cez.

We współpracy z zespołem prof. Hidehiro Sakurai z Japonii dr Kasprzak przeprowadził badania sprawdzające skuteczność swojego rozwiązania. Jednoznacznie stwierdził, że pozwala ono usunąć cez z roztworu, a testy z wykorzystaniem sodu i potasu jako „przeszkadzaczy” (interferentów) potwierdziły selektywność metody.

Pomyślnie wypadły również próby z zawierającymi sól cezu ściekami wodnymi, powstającymi w trakcie prac nad prekursorem leku przeciwnowotworowego i w przypadku ścieków generowanych w rutynowych syntezach organicznych. Badania potwierdziły ponadto, że wytworzony materiał może być wykorzystywany wielokrotnie, ma dużą pojemność adsorpcyjną i można go łatwo regenerować – wystarczy trochę wody. To zmniejsza objętość ścieku zawierające cez i pozwala obniżyć koszty związane z przechowywaniem czy utylizacją odpadów.

Projekt „Magnetyczne nanoadsorbenty zawierające sumanen do selektywnego i efektywnego usuwania soli cezu z roztworów wodnych lub organicznych” jest finansowany w ramach realizowanego na Politechnice Warszawskiej programu „Inicjatywa Doskonałości – Uczelnia Badawcza”. Pomysł otrzymał wsparcie w konkursie Centrum Badawczego POB Technologie materiałowe.

Źródło: badawcza.pw.edu.pl

Zostaw komentarz

Ta strona używa Akismet do redukcji spamu. Dowiedz się, w jaki sposób przetwarzane są dane Twoich komentarzy.

Najnowsze

- REKLAMA -

Zainteresuje Cię

Wygoda kluczem do sukcesu systemu kaucyjnego. 71,5 proc. Polaków chce więcej automatów

Dostępność automatów zwrotnych to najważniejszy czynnik, który zachęci Polaków do częstszego zwracania opakowań - wynika z raportu "Nowe...

EDP zainstaluje fotowoltaikę w 26 sklepach Leroy Merlin

EDP Energia Polska podpisała umowę z Leroy Merlin na instalację systemów fotowoltaicznych o łącznej mocy 4,6 MWp w...

PTEC partnerem projektu „Cyfrowy Bliźniak URE”. Sztuczna inteligencja w taryfowaniu ciepła

Polskie Towarzystwo Energetyki Cieplnej zostało partnerem instytucjonalnym i eksperckim projektu "Cyfrowy Bliźniak URE", prowadzonego przez Centrum Transformacji Energetycznej...

Amazon podpisuje kolejne umowy dotyczące OZE

Amazon podpisał umowy na zakup blisko 200 MW energii odnawialnej z trzech farm w województwach opolskim, zachodniopomorskim i...

Branża napojowa przed wyzwaniem standaryzacji butelki zwrotnej. Ekspert: bez zmian system może upaść

System butelek szklanych wielokrotnego użytku w Polsce wymaga pilnego uporządkowania i ujednolicenia. Rafał Łyczek, dyrektor operacyjny w Reselekt...

Ponad 100 tys. polskich firm nieprzygotowanych na EUDR. Raport ostrzega przed utratą dostępu do rynku UE

Zaledwie dwa i pół miesiąca dzieli duże i średnie przedsiębiorstwa od wejścia w życie wymogów EUDR – unijnego...

System kaucyjny nie wystarczy. Ekspert: potrzebne są instalacje termicznego przekształcania odpadów

Wprowadzenie systemu kaucyjnego w Polsce to istotny krok w kierunku poprawy selektywnej zbiórki odpadów, jednak samo to rozwiązanie...

System kaucyjny w Polsce w fazie rozruchu. Od stycznia 2025 wzrosną opłaty dla producentów

Od 1 października 2025 roku w Polsce obowiązuje system kaucyjny, który obecnie znajduje się w fazie przejściowej. Codziennie...