Das Aufräumen nach einer großen Ölverschmutzung ist ein langer, teurer Prozess, und der Schaden an dem Ökosystem einer Küstenregion kann erheblich sein. Dies gilt insbesondere für die arktische Region der Welt, in der neu eröffnete Seemenen abgelegene Küsten auf erhöhte Risiken aufgrund eines erwarteten Anstiegs des Meeresverkehrs aussetzen werden.
Aktuelle Minderungstechniken selbst in stark besiedelten Regionen sind schwerwiegende Einschränkungen, einschließlich einer geringen Ölabsorptionskapazität, der potenziellen Toxizität für das Meeresleben und einem langsamen Sanierungsprozess.
Fortschritte in der Nanotechnologie können jedoch Lösungen liefern, die effektiver, sicherer sind und viel schneller funktionieren als aktuelle Methoden. Das ist laut einer neuen Zeitung in Umweltwissenschaft: Nano von einem von Concordia geführten Forscherteam.
„Die Verwendung von Nanomaterialien als Antwortmethode hat sich als vielversprechender nachhaltiger Ansatz herausgestellt“, sagt der leitende Autor Huifang BI, Doktorandenkandidat im Department of Building, Civil and Environmental Engineering an der Gina Cody School of Engineering und Informatik.
„Dieses Papier synthetisiert, bewertet und analysiert zwischen 40 und 50 Studien zu diesem Thema, um uns einen großen Bild des Status von Nanotechnologien bei der Reaktion der Küstenölverschüttung zu verleihen. Gleichzeitig präsentieren wir auch unsere eigenen Vorschläge und identifizieren Forschungsergebnisse Lücken zwischen Nanomaterialien im Labor und der Art und Weise, wie sie in realen Anwendungen verwendet werden können. „
Sie fügt hinzu, dass Nanomaterialien weithin untersucht werden, um Meeresölverschmutzungen zu bekämpfen, aber sie konzentriert sich speziell auf die Küstensanierung. Sie schätzt, dass mehr als 90 Prozent der von ihnen überprüften Papiere ausschließlich auf Labor basieren und noch nicht für die Gebrauchsgebrauch verfügbar waren.
Ermutigende Ergebnisse müssen Feldtests erfordern
Die einzigartigen Eigenschaften, die in Nanomaterialien enthalten sind, können dazu beitragen, die Minderung über verschiedene Sanierungsbemühungen hinweg zu beheben. Dazu gehören Oberflächenwaschmittel, Dispergiermittel, Sorbentien und Bioremediation. Jede Methode hat ihre eigenen Stärken und Nachteile, die durch die Verwendung von Nanomaterialien verbessert werden können.
Zum Beispiel hat sich gezeigt, dass das Ersetzen von synthetischen Tensiden und organischen Lösungsmitteln durch biologische Nanomaterialien sowohl bei der Entfernung von Öl als auch bei der Herstellung von weniger toxischen Substanzen, die die Küstenbiotas schädigen können, hochwirksam sind.
Nanomaterialien können auch in Dispergiermitteln verwendet werden. Nanomaterialien auf Tonbasis können Ölpartikel in einer Emulsion stabilisieren, was zu einem größeren Bereich für ölfressende Bakterien zum Wachstum und Beschleunigen von Ölverschwinden führt. In Sorbentien wie Aerogelen oder Schäumen können Nanomaterialien dank großer Oberflächen und einer hohen Anzahl von Sorptionsstellen die Entfernung von Öl aus Wasser durch Absorption, Adsorption oder eine Kombination verbessern.
Schließlich können sie auch verwendet werden, um die Bioremediation zu beschleunigen, eine Technik, die mit Mikroorganismen schädliche Schadstoffe wie Öl in weniger schädliche oder harmlose Substanzen aufschließt.
„Während diese laborbasierten Ergebnisse ermutigend sind, müssen wir Vorsicht walten lassen“, warnt BI, Gewinner eines Stipendiums von Vanier Canada 2023. „Wir sollten den Einsatz nachhaltiger und umweltfreundlicher Nanomaterialien priorisieren, um die Umweltrisiken zu minimieren und die verantwortungsvolle Anwendung der Nanotechnologie bei der Reaktion der Küstenölverschüttung zu gewährleisten. Wir müssen auch Tests skalieren, um diese Wirksamkeit in Feldtests zu messen.“
Laut Chunjiang AN, einem außergewöhnlichen Professor in derselben Abteilung, ist die Entstehung von Nanomaterialien als Ölpest -Sanierungsinstrumente zu einem kritischen Zeitpunkt.
„Wir stehen vor vielen neuen Herausforderungen, da die Ölverschmutzungen jetzt sowohl traditionelle als auch neue Regionen, einschließlich der Arktis, betreffen“, sagt er. „Wir müssen mit Regierungen und dem privaten Sektor zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass sie sich dieser Technologien bewusst sind, und können sie weiter in ihre zukünftigen Richtlinien einbeziehen.“
Mitautoren sind die Concordia-Professoren Catherine Mulligan und Zhi Chen sowie Kenneth Lee von Fisheries und Oceans Canada und Baiyu Zhang von der Memorial University.
Diese Forschung wurde von unterstützt von Die Multi-Partner-Forschungsinitiative von Natural Resources CanadaAnwesend Quebec Research Fund – Nature and Technologies (FRQNT) und die Naturwissenschaften und Ingenieurforschungsrat von Kanada (NSERC).
