เซ็นเซอร์ตะกั่วราคาไม่แพงสำหรับบ้านสายน้ำในเมือง

Anonim

เซ็นเซอร์อิเล็คทรอนิคส์ใหม่ซึ่งอาจมีต้นทุนประมาณ 20 เหรียญสามารถตรวจสอบคุณภาพน้ำในเมืองและในเมืองแจ้งเตือนประชาชนและเจ้าหน้าที่ต่อหน้าผู้นำภายในเก้าวัน นักวิจัยของ University of Michigan กำลังแสวงหาคู่ค้าเพื่อนำเทคโนโลยีสู่ตลาด

วิกฤตน้ำของ Flint ได้แสดงให้เห็นถึงประเทศที่ระบบน้ำเก่าเชื่อกันว่าเสถียรภาพมานานหลายทศวรรษอาจทำให้ประชาชนหลายพันคนได้รับ neurotoxin ถ้าท่อนำไฟฟ้าถูกกัดกร่อนโดยการเปลี่ยนแปลงคุณภาพน้ำ นอกจากนี้การทดสอบตัวอย่างน้ำมาตรฐานต้องการให้ผู้ใช้ใช้น้ำเป็นเวลาหลายนาทีไม่มีตะกั่วใด ๆ ที่รั่วไหลลงสู่น้ำจากท่อภายในบ้านของตัวเอง

มาร์คเบิร์นส์ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีของ TC Chang ที่ UM และเพื่อนร่วมงานของเขาได้พัฒนาเซ็นเซอร์ที่ไม่แพงซึ่งสามารถวางไว้ที่จุดสำคัญในระบบน้ำในเมืองและที่ก๊อกในบ้าน

"ฉันหวังว่ามันจะมีผลกระทบบางอย่างเพราะมันเป็นที่น่ากลัวที่จะคิดเกี่ยวกับการมีตะกั่วในน้ำของคุณ" เบิร์นส์กล่าวว่า

เคล็ดลับคือการแยกตะกั่วออกจากโลหะอื่น ๆ ที่อาจมีอยู่ในน้ำส่วนใหญ่จะเป็นอันตรายในปริมาณที่สูงมากเท่านั้น

"เนื่องจากเหล็กเป็นโลหะที่พบบ่อยที่สุดในน้ำและไม่มีอันตรายใด ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง (นอกจากมีกลิ่นไม่พึงประสงค์แล้ว) เราเห็นว่ามันรบกวนการทำงานของเซนเซอร์ของเรา" นาย Wen-Chi Lin, Ph.D. จบการศึกษาด้านวิศวกรรมเคมี

ดังนั้นเธอออกแบบเซ็นเซอร์ที่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างตะกั่วและโลหะอื่น ๆ เช่นเหล็ก มันขึ้นอยู่กับสองขั้วไฟฟ้า ขั้วลบและขั้วลบเป็นกลางสร้างสภาพแวดล้อมที่ไม่อิ่มตัวกับอิเล็กตรอนในขณะที่ขั้วลบและขั้วลบสร้างสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยอิเล็กตรอน

ขั้วลบมีอิเล็กตรอนให้ไอออนบวกจับโลหะส่วนใหญ่ โลหะมีอยู่แล้วในน้ำ oxidized หมายความว่าพวกเขาได้รับบางส่วนของอิเล็กตรอนของพวกเขาดังนั้นพวกเขาจึงต้องการโอกาสที่จะได้รับอิเล็กตรอนกลับ

อย่างไรก็ตามตะกั่วถูกดึงดูดไปทางด้านบวกของชุดขั้ว - มันเป็นโลหะปนเปื้อนเพียงอย่างเดียวที่พร้อมจะสูญเสียอิเล็กตรอนมากขึ้นและออกซิไดซ์ต่อไป

หลินได้ทดสอบเซนเซอร์ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย: จำลองน้ำประปาและน้ำจากก๊อกน้ำที่เกิดขึ้นจริงแทงด้วยโลหะหรือไม่ ในฐานะที่เป็นตะกั่วสร้างขึ้นบนขั้วบวกบวกในที่สุดก็ถึงขั้วไฟฟ้าที่เป็นกลางปิดวงจรและสร้างแรงดันไฟฟ้า เหนือสัญญาณหนึ่งโวลต์ระบบจะลงทะเบียน Hit

เป็นเรื่องที่คล้ายคลึงกันกับขั้วลบที่หยาบจับความเข้มข้นสูงของธาตุเหล็กสังกะสีและทองแดงซึ่งอาจกลายเป็นปัญหาเรื่องสุขภาพ เซนเซอร์สามารถแยกความแตกต่างระหว่างปัญหาตะกั่วและปัญหาเกี่ยวกับโลหะชนิดอื่น ๆ เหล่านี้ได้

"อาจจะมีแอปพลิเคชันที่สามารถตรวจสอบการแตะทั้งหมดได้และมันก็จะส่งอีเมลถึงคุณเมื่อตรวจพบเหตุการณ์" เบิร์นส์กล่าว

หลินรู้สึกเป็นพิเศษในแง่บวกเท็จ - การตรวจจับหมายความว่าขั้วไฟฟ้าไม่ได้รับค่าคอมมิชชั่นเท่าที่จะทำได้ (แต่ไม่ใช่เซ็นเซอร์ทั้งหมด) และอาจทำให้เกิดความกลัวที่ไม่จำเป็นสำหรับครอบครัวหรือเจ้าหน้าที่

หนึ่งที่มีศักยภาพสำหรับการแจ้งเตือนนำเท็จคือถ้าความเข้มข้นของทองแดงสูงเกินไป ทองแดงดีมากในการจับอิเล็กตรอนพิเศษที่สามารถสร้างขั้วไฟฟ้าที่เป็นกลางถัดจากขั้วบวก แต่ทองแดงสร้างแรงดันไฟฟ้าที่มีความเข้มข้นสูงเท่านั้นโดยมีขอบเขตการดำเนินการของ Environmental Protection Agency ถึง 1, 300 ส่วนต่อพันล้าน

ในทางตรงกันข้ามปริมาณตะกั่วจะเพิ่มขึ้นประมาณ 15 ส่วนต่อหนึ่งพันล้านรายการซึ่งเป็นขีด จำกัด การกระทำของ EPA หลังจากผ่านไปประมาณหนึ่งสัปดาห์ Theo Trung tâmKiểmsoátBệnh, mứcđộtiếpxúcnàykhôngđược coi làlàmtăngmứcđộ trong máuởngườilớn ความเข้มข้นของตะกั่วที่มีขนาดใหญ่ขึ้น 150 ส่วนต่อพันล้านหยิบขึ้นมาหลังจากผ่านไปเพียงหนึ่งหรือสองวันขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีของน้ำ

หลินเชื่อว่าด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพขั้วบวกอาจจะดีกว่า แต่ในการดึงดูดตะกั่ว แต่ไม่ใช่ทองแดง

การศึกษาได้รับการเผยแพร่ใน Analytical Chemistry ซึ่งมีชื่อว่า "เครื่องตรวจจับน้ำดื่มสำหรับตะกั่วและโลหะหนักอื่น ๆ "

menu
menu