Bu Ucuz Sensör Ev Suyu Içinde Kurşun İzleyebilir
Wen-Chi Lin elektronik kurşun sensör tasarımını sergiliyor. Şehirlerin ve ev sahiplerinin suyu kurcalayan boruları tam olarak belirlemelerini sağlayabilir.
(Kredi: Evan Dougherty / Michigan Engineering Communications & Marketing / U. Michigan)

Yeni bir elektronik sensör, evlerde veya şehirlerde su kalitesini izleyebilir, sakinlerine ya da yetkililere dokuz gün içinde sudaki kurşun varlığını bildirir - hepsi yaklaşık 20 $ civarında.

Çakmaktaşı su krizi, su kalitesindeki bir değişimin borulara yol açması halinde, eski su sistemlerinin yıllarca istikrarlı olduğuna inanılan binlerce insanı aniden bir nörotoksine maruz bırakabileceğini gösterdi.

Ek olarak, standart su numunesi testleri, kullanıcıların sularını birkaç dakika boyunca çalıştırmalarını gerektirir; bu da evdeki borulardan suya sızan herhangi bir ipucu eksik.

Michigan Üniversitesi'nde kimya mühendisliği profesörü olan Mark Burns ve meslektaşları şehir su sistemlerinde ve evlerde musluklarda önemli noktalara yerleştirilebilecek ucuz bir sensör geliştirmeye koyuldu.

Burns, “Bunun bir etkisi olacağını umuyorum, çünkü suyunuzda kurşun bulundurmayı düşünmek korkutucu” diyor.


kendi kendine abone olma grafiği


İşin püf noktası kurşun, suda bulunabilecek diğer tüm metallerden, çoğu sadece çok yüksek dozlarda tehlikeli olandan ayrılıyor.

Kimya mühendisliği alanında yeni doktora yapan Wen-Chi Lin, “Demir, sudaki en yaygın metal olduğundan ve temel olarak zararsız (kötü bir kokuya sahip olmasının yanı sıra) algılayıcımızı engellediğini görüyoruz” diyor.

Bu yüzden kurşun ve demir gibi diğer metaller arasında ayrım yapabilen bir sensör tasarladı. İki elektrot çiftine dayanır. Pozitif elektrot ve nötr komşusu elektron bakımından zayıf bir ortam oluştururken, negatif elektrot ve nötr komşusu elektron bakımından zengin bir ortam oluşturur.

Negatif elektrot, çoğu metali yakalayan elektronları pozitif iyonlara sunar. Metaller halihazırda suda oksitlenmiş durumda, yani elektronlarından bazılarından vazgeçmişler, bu nedenle elektronları geri alma fırsatını tercih ediyorlar.

Bununla birlikte, elektrot setinin pozitif tarafına kurşun çekilir - daha fazla elektron kaybeden ve daha fazla oksitleyen tek kirletici metaldir.

Lin, sensörleri çeşitli ortamlarda test etti: simüle edilmiş musluk suyu ve gerçek bir musluktan su, metallerle çivili ya da aşındırılmış. Kurşun pozitif elektrot üzerine yükseldikçe, nötr elektrota ulaşır, devreyi kapatır ve bir voltaj üretir. Bir voltluk bir sinyalin üzerinde, sistem bir isabet kaydeder.

Negatif elektrotta da benzer bir hikaye, yüksek derecede demir, çinko ve bakır konsantrasyonu tespit ediyor ve bu da sağlıkla ilgili kaygılara neden olabiliyor. Sensör bir kurşun problemi ve bu diğer metallerden birindeki problemi ayırt edebilir.

Burns, “Tüm muslukları izleyecek bir uygulama olabilir ve bir olay algıladığında size bir e-posta mesajı gönderebilir” dedi.

Lin, özellikle hatalı pozitiflerin bilincindeydi - bir tespit, elektrotun iyiliğe kapalı olduğu anlamına gelir (ancak tüm sensör için değil) ve bir aile veya memur için gereksiz bir korkuya neden olabilir.

Sahte kurşun alarmı için bir potansiyel, bakır konsantrasyonunun çok yüksek olup olmadığıdır. Bakır, pozitif elektrodun yanındaki nötr elektrot üzerinde birikebilecek fazladan elektron kapmakta çok iyidir. Ancak bakır, yalnızca yüksek konsantrasyonlarda voltaj yaratır ve Çevre Koruma Ajansı eylem sınırını milyarda 1,300'a çıkarır.

Buna karşılık, kurşun, yaklaşık bir hafta sonra, milyarda 15 parçalarında (EPA eylem sınırı) ortaya çıkıyor. Hastalık Kontrol Merkezlerine göre, bu maruz kalma seviyesinin yetişkinlerde kan seviyelerini yükselttiği düşünülmemektedir. Su kimyasına bağlı olarak, bir veya iki gün sonra, daha büyük bir kurşun konsantrasyonu, milyarda 150 parça toplandı.

Lin, optimizasyonla pozitif elektrotun kurşunu çekmede daha iyi olabileceğini ancak bakırın olmadığını düşünüyor.

{youtube}https://www.youtube.com/watch?v=iTaJrfHiglU{/youtube}

Çalışmada Analitik Kimya.

Michigan Üniversitesi, bu çalışmayı Barbour Bursu, Rackham Predoctoral Bursu ve TC Chang Destekli Profesörlük aracılığıyla finanse etti.

Kaynak: Michigan Üniversitesi

İlgili Kitaplar:

at InnerSelf Pazarı ve Amazon