science >> Wetenschap >  >> Natuur

Ontleding van giftige producten in drinkwaterinfiltratie

Prof. Schuth, Dr. Sakaguchi-Söder en promovendus Abrha (l. naar r.) onderzoeken giftige stoffen in water. Krediet:Katrin Binner

Israël heeft de oorlog verklaard aan de droogte. Vijf ontziltingsinstallaties produceren jaarlijks ongeveer 600 miljoen kubieke meter zoet water, dat is ongeveer 70 procent van het verbruik dat particuliere huishoudens nodig hebben. Omdat de uitgestrekte fabrieken niet flexibel kunnen worden gereguleerd, in tijden van lagere vraag en wanneer aan de aanvoerlijnen wordt gewerkt, het land heeft te veel van het kostbare natte spul. "Ze hebben tussentijdse opslagcapaciteit nodig, " zegt prof. dr. Christoph Schüth, Hoogleraar Hydrogeologie aan de TU Darmstadt. Het water wordt aangevoerd in poreuze lagen in de ondergrond die bekend staat als aquifers, en blijft daar tot het nodig is. Dit heeft één nadeel:het ontzilt water is gechloreerd. Als het door de grond sijpelt, het chloor reageert met organische stoffen in de bodem en er ontstaan ​​giftige verbindingen zoals chloroform.

In het Duits-Israëlische gezamenlijke project "MAR-DSW", Schuth, Dr. Kaori Sakaguchi-Söder en promovendus Behane Abrha willen weten wat er met deze trihalomethanen in het water gebeurt. Dit doen ze met behulp van stabiele isotopenanalyse, een methode die Sakaguchi-Söder in haar proefschrift verder heeft ontwikkeld en aangepast voor de analyses in Israël. “Deze methode is een specialiteit van de TU, en het stelt ons in staat om de isotopensamenstelling vast te stellen van alle elementen die de trihalomethanen vormen, " legt ze uit. Watermonsters worden op verschillende punten van de watervoerende laag genomen en geanalyseerd in een gaschromatograaf die de moleculen erin "opblaast".

De onderzoekers kunnen dan kijken naar de isotopensamenstelling van de fragmenten. Een van de redenen waarom dit belangrijk is, is dat bij de afbraak van de schadelijke stoffen, de microben breken bij voorkeur lichtere isotopen af. Als het monster overwegend zware isotopen bevat, dan betekent dit dat de afbraak van de schadelijke bijproducten vrij ver gevorderd is. "De analyse van de isotopen kan worden gebruikt om te concluderen hoe snel en in hoeverre de stof is afgebroken, ", legt Schuth uit.

Om de verkregen gegevens correct te interpreteren, het team simuleert ook de ondergrondse microbiologische afbraak in het laboratorium. Halverwege het onderzoeksproject "de methode is klaar voor gebruik, " kondigt Sakaguchi-Söder aan. Binnenkort zullen er in Israël monsters worden genomen die vervolgens in Darmstadt zullen worden geanalyseerd. "De gegevens zullen worden opgenomen in een hydrogeologisch sitemodel, ", zegt Schuth.

De onderzoeksmethode, die aan de TU is ontwikkeld, overal ter wereld kan worden gebruikt waar water wordt opgeslagen in watervoerende lagen, hij voegt toe. De vorming van trihalomethanen kan verschillen afhankelijk van het bodemtype, maar dankzij MAR-DSW, wetenschap en de waterindustrie begrijpen de basisprocessen die plaatsvinden tijdens de infiltratie van het water. "Om met ontzilting in te spelen op het toenemende tekort aan water, het is van cruciaal belang dat kunstmatige grondwateraanvulling kan worden vastgesteld als een veilige en duurzame methode, " gaat hij verder. "En wij doen ons best om hierbij te helpen."