يُعرف الحديد وفيتامين ب12 أساسًا بالمكملات الغذائية، ولكن تبين أنه عندما يرتبطان بمادة ثالثة، فإنهما قادران على تفكيك بعض ملوثات المياه الأكثر ضررًا.
يُعرف الحديد وفيتامين ب 12 بشكل أساسي بالمكملات الغذائية، ولكن تبين أنه عندما يرتبطان بمادة ثالثة، فإنهما قادران على تحليل بعض ملوثات المياه الأكثر ضررًا - لذلك من الممكن استخدامهما كمكملات غذائية. الحل لاستعادة خزانات المياه الجوفية.
وقام البروفيسور بريان بيركوفيتش والدكتور يشاي درور، من قسم علوم البيئة وأبحاث الطاقة في كلية الكيمياء في المعهد، بتطوير نظام لمعالجة المياه يعتمد على هذه المكونات، ويقوم بتفكيك المواد السامة الموجودة في المياه إلى مواد غير ضارة المركبات، والتي يمكن تقسيمها بشكل طبيعي. ويمكن وضع مثل هذه الأنظمة في قنوات تدفق المياه الجوفية تحت الأرض، لتنقية المياه قبل دخولها إلى الأنابيب. وبدلا من ذلك، سيكون من الممكن استخدامها لتنقية المياه بعد ضخها.
معظم المواد الكيميائية الموجودة في مياه الصرف الصحي، والتي تخترق خزانات المياه الجوفية - والتي تسمى طبقات المياه الجوفية - قد تبقى هناك لمئات أو حتى آلاف السنين. يقول البروفيسور بيركوفيتش: "المشكلة هي أن المواد التي يصنعها الإنسان، مثل المبيدات الحشرية ومواد التنظيف ومثبطات اللهب، لا تشبه المواد الموجودة في الطبيعة، وبالتالي لا توجد آليات طبيعية لتحللها تقريبًا". وللأسف فإن معظم هذه المواد تعتبر مسرطنة، ولو بكميات قليلة جداً، ووفقاً للمعايير المتعارف عليها في الغرب فإن الكمية المسموح بها في مياه الشرب تقتصر على أجزاء قليلة من المليار.
توصل البروفيسور بيركوفيتش والدكتور درور إلى استنتاج مفاده أن تفاعلًا كيميائيًا بسيطًا قد يقطع جزيئات هذه المواد الضارة، بحيث تنهي البكتيريا أو العمليات الطبيعية الأخرى المهمة. عادة ما يكون الجزء "غير الصالح للأكل" من هذه الجزيئات عبارة عن رابطة كيميائية بين الكربون والكلور أو البروم. وكمصدر للإلكترونات التي تحرك التفاعل، اختار الباحثون الحديد، وهو مادة تطلق إلكتروناتها بسهولة. ثم بحثوا عن طريقة لدمج الحديد مع مادة مرشحة تسمى الدياتوميت. يشبه الدياتوميت الرمال البيضاء الناعمة، ولكنه مصنوع من الهياكل العظمية المتحجرة للدياتومات (الدياتومات) - وهي مخلوقات صغيرة ذات قشرة مصنوعة من مادة تشبه الزجاج (السيليكا). الثقوب المجهرية الموجودة في حبيباته تجعله مرشحًا ممتازًا لمجموعة واسعة من السوائل، بدءًا من مياه حوض السباحة وحتى البيرة.
في هذه المرحلة، واجهوا مشكلة: لم يرتبط الحديد جيدًا بقاعدة الدياتوميت، وكان نقل الإلكترون ناجحًا جزئيًا فقط. أدرك العلماء أنهم بحاجة إلى مكون إضافي - محفز يساعد في نقل الإلكترونات من الحديد إلى الجزيئات الملوثة. يقول الدكتور درور: «بدلاً من اختراع محفز جديد، قمنا بدراسة عالم الجزيئات الطبيعية». "الجزيء الذي تفضله الطبيعة لنقل الإلكترونات هو البورفيرين." وتوجد البورفيرينات بالفعل في العديد من الجزيئات الطبيعية، مثل الكلوروفيل والهيموجلوبين وفيتامين ب12. ووجد العلماء أن B12 - وهي مادة يسهل الحصول عليها وغير سامة - بمثابة حل جيد للمشكلة. يمنع الفيتامين جزيئات الحديد من التبلور، وتبقى موزعة بشكل موحد على سطح الدياتوميت. يسمح السطح الكبير للحديد الذي تم إنشاؤه بهذه الطريقة بتفاعلات كيميائية فعالة، بالإضافة إلى تدفق الماء عبر المادة. هذه هي الطريقة التي تم بها نقل الإلكترونات بطريقة فعالة بشكل خاص.
يقول البروفيسور بيركوفيتش: "إن التكلفة الحالية للطريقة الجديدة تشبه تكلفة الأنظمة القياسية المصنوعة من الكربون المنشط، لكن النتائج أفضل. ولذلك فإنها قد تكون جذابة للصناعات التي تحتاج إلى كميات من المياه النظيفة".
ويشير البروفيسور بيركوفيتش أيضًا إلى أن الأنظمة الكبيرة، المصنوعة من مزيج من الدياتوميت والحديد وفيتامين ب12، يمكن أن تكون مناسبة للاستخدام في القنوات وآبار المياه وقنوات التدفق الجوفية للمياه الجوفية. وقد يكون من الممكن استخدامها لاستعادة طبقات المياه الجوفية المعرضة لخطر التلوث، والحفاظ على الكنوز المائية الثمينة الموجودة فيها. وتشمل الفوائد المحتملة الأخرى منع تلوث التربة بسبب تسرب المياه الملوثة، وتقليل الحاجة إلى استخدام أساليب تنقية المياه كثيفة الاستهلاك للطاقة، ومنع إطلاق الغازات السامة من طبقات المياه الجوفية الملوثة إلى الهياكل تحت الأرض مثل مواقف السيارات.
يستنشق والزفير
في أوائل الثمانينيات من القرن العشرين، واجه قائد الأوركسترا براين بيركوفيتش قرارًا صعبًا: الذهاب إلى جوهانسبرج، جنوب أفريقيا، حيث وُعد بمكان في الأوركسترا السيمفونية كعازف باسون، أو القدوم إلى إسرائيل وبدء دراسة الدكتوراه في الجامعة. التخنيون. حصل بيركوفيتش على درجتي البكالوريوس والماجستير في الرياضيات التطبيقية من جامعة ألبرتا في كندا، ولكن بين الدرجات، كان لدى بيركوفيتش الوقت للدراسة مع أول عازف باسون في أوركسترا إسرائيل الفيلهارمونية. ثم لعب بانتظام مع أوركسترا مدينة إدمونتون السيمفونية والمجموعات الموسيقية الأخرى. اختار بيركوفيتش إسرائيل ومهنة علمية، لكنه يواصل اللعب، ومؤخرًا - كعضو في فرقة نحاسية خماسية.
