(Phys.org) -- IJzernanodeeltjes ingekapseld in een roestwerende polymeercoating kunnen een ongelooflijk potentieel hebben voor het opruimen van grondwater dat verontreinigd is met giftige chemicaliën, zegt een vooraanstaande waterexpert.

Honderden locaties rond Sydney waar de bodem is verontreinigd door industrieel afval uit het verleden, stortplaatsen en gaslekken bekend zijn, waaronder de voormalige onderzeeërbasis HMAS Platypus in Neutral Bay en de Orica-site in Botany Bay.

“Giftige bodemverontreiniging is een historisch probleem, " zegt Dr. Denis O'Carroll, een bezoekende academicus bij het UNSW Water Research Lab. “Tot de jaren zeventig mensen geloofden ten onrechte dat als we deze gifstoffen in de grond zouden stoppen, ze gewoon zouden verdwijnen – dat de ondergrond zou fungeren als een natuurlijke filtratie-eenheid.”

“De mogelijkheid dat dit afval het milieu vervuilt, en potentieel verontreinigende grondwaterbronnen en daar decennialang blijven, werd genegeerd, ' zegt hij.

Verre van magisch verdwijnen, chemische verontreinigingen van gemorst gas en oplosmiddelen, wanneer het oppervlaktewater niet direct vervuilt, in de aarde sijpelen, reizen door microscopisch kleine bodemscheuren, waar ze zich ophopen en uiteindelijk de grondwaterspiegel kunnen bereiken.

Traditionele reinigingsmethoden waren gericht op het wegpompen van het verontreinigde water of het wegspoelen van gifstoffen met een speciaal ontworpen reinigingsoplossing, maar deze worden beperkt door moeilijkheden bij het nauwkeurig lokaliseren en bereiken van locaties waar verontreiniging heeft plaatsgevonden, zegt O'Carroll.

Zijn aanpak is om giftige verontreinigingen aan te pakken met nanotechnologie. O'Carroll, die UNSW bezoekt van de University of Western Ontario in Canada, heeft een innovatieve nieuwe technologie voor het opschonen van grondwater uitgeprobeerd met behulp van metalen nanodeeltjes 500 tot 5, 000 keer smaller dan een mensenhaar.

De ijzerdeeltjes worden direct in verontreinigde grond geïnjecteerd waar ze naar de verontreinigingen stromen en een redoxreactie initiëren, waarbij elektronen worden overgedragen tussen het deeltje en de verontreiniging. Deze reactie verandert de oxidatietoestand van de verontreinigende stof en vermindert de algehele toxiciteit tot veiligere niveaus, zegt O'Carroll.

"Door de kleine schaal van deze nanodeeltjes kunnen ze door microscopisch kleine stroomkanalen in bodem en gesteente bewegen om verontreinigende stoffen te bereiken en te vernietigen die grotere deeltjes niet kunnen, ', zegt O'Carroll.

In aanvulling, ijzernanodeeltjes zijn bijzonder veilig voor gebruik in het milieu omdat ze niet erg mobiel zijn en snel oplossen, zegt O'Carroll. Dit, in feite, is enigszins nadelig omdat het het vermogen van de nanodeeltjes om toxines op te sporen en af ​​te breken, beperkt.

Om de nanodeeltjes te optimaliseren, O'Carroll experimenteert met verschillende formaties van ijzer, en het inkapselen van de deeltjes in een roestwerend polymeer, die het ontbindingsproces vertraagt ​​​​en hun mobiliteit verhoogt, zonder nadelige gevolgen voor het milieu.

Twee verontreinigde locaties in Ontario zijn gebruikt voor veldproeven met de nieuwe technologie en "aanzienlijke degradatie van de verontreinigingen op beide locaties is waargenomen", zegt O'Carroll, wiens onderzoek is vermeld op David Suzuki's De aard der dingen .