Een laagwaardig bijproduct van het kolenwinningsproces blijkt zeer effectief te zijn bij het terugwinnen van het land en het water dat in de mijnbouw wordt gebruikt, Uit onderzoek van de Universiteit van Alberta blijkt.

Nano-humus, een stof gewonnen uit kolenmijnafzettingen en vervolgens vermalen tot een zwarte, poederachtig materiaal, heeft "uitstekende fysische en chemische eigenschappen" die zware metalen verwijderen uit verontreinigd water en bodem, zei onderzoeker Yihan Zhao.

Zhao voerde het onderzoek uit om haar Ph.D. in landaanwinning en sanering van de Faculteit Landbouw, Levens- en milieuwetenschappen (ALES).

Bestaat uit natuurlijke organische verbindingen, nano-humus werkt als een spons die zware metalen hecht en vasthoudt. Bij het testen van afvalwater dat cadmium bevat - een van de zware metalen die het meest wordt geproduceerd door industrieën zoals mijnbouw - ontdekte Zhao dat bij een hoge concentratie, ongeveer 90 procent van het giftige zware metaal was na slechts 15 minuten verwijderd. Na 24 uur, 93 procent werd verwijderd.

"Het is snel, veilig en effectief, " zei Zhao, wiens werk deel uitmaakt van Future Energy Systems, een interdisciplinair onderzoeks- en onderwijsnetwerk aan de U of A dat werkt aan het ontwikkelen van innovaties voor de energietransitie.

"Het feit dat we een afvalstof kunnen gebruiken om een ​​gebied terug te winnen dat het produceert, is opwindend, " aldus projectbegeleider Anne Naeth, directeur van Future Energy Systems en hoogleraar landaanwinning en herstel-ecologie bij de afdeling Renewable Resources in ALES.

Naeth voorspelt dat nano-humus binnen de komende vijf jaar wijdverbreid industrieel kan worden gebruikt.

De bevindingen bieden de mogelijke optie voor een goedkope, efficiëntere manier om industrieel afvalwater en bodem te saneren die zijn aangetast door de winning van hulpbronnen en productieprocessen, merkte Zhao op.

Conventionele saneringsbehandelingen voor zware metalen gebruiken grote hoeveelheden chemicaliën die, beurtelings, kan verdere verontreinigingen produceren die behandeling vereisen. Sommige saneringsmethoden vereisen ook grote hoeveelheden elektriciteit of kunnen dagen of maanden in beslag nemen.

Materialen zoals nanohumus kunnen niet alleen worden gebruikt voor de sanering van verontreinigingen, maar kunnen ook bijdragen aan bodemopbouw, Naeth merkte op, door de meer volumineuze materialen van mest en stro die doorgaans worden gebruikt om de bodem te verbeteren, gedeeltelijk of volledig te vervangen.

"De enorme hoeveelheden van deze standaardmaterialen die we moeten toepassen, zijn altijd een probleem geweest voor hun gebruik bij landaanwinning. Het gebruik van nanohumus vermindert de hoeveelheid materiaal die we nodig hebben en maakt het veel gemakkelijker om te transporteren en toe te passen."

De volgende stappen zijn om samen te werken met Canadese industrieën bij het terugwinnen van mijnen om de nano-humus in de praktijk te testen. De overstap van laboratoriumonderzoek naar toepassing op industriële schaal zal helpen om de werkelijke kosten en werkzaamheid onder natuurlijke omgevingsomstandigheden te bepalen.

Het onderzoek, indien toegepast op grootschalige landaanwinningsprojecten, vooral gunstig kan zijn voor ontwikkelingslanden met minder beschikbare middelen voor de sanering van industrieel afvalwater en bodem, voegde Zhao toe.

"Het gebruik van nano-humus om hun verontreinigde land en water te behandelen, betekent minder gezondheidsrisico's en maakt hun land beschikbaar voor landbouwproductie en voedselzekerheid.

"Het onderzoek draagt ​​ook bij aan het ontwikkelen van langetermijnoplossingen voor de milieuproblemen van industrieën wereldwijd, " voegde ze eraan toe.