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Como o aço eletrificado poderia sugar metais tóxicos do oceano


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Quando chove forte atinge Nova Caledônia, os rios correm vermelho.

Localizada a cerca de 1.200 quilômetros a leste da Austrália, a Nova Caledônia tem um dos ecossistemas mais extensos de recifes de corais do mundo e cerca de 10% do níquel do mundo. Mais de um século de mineração em faixa e desmatamento no território do Pacífico francês criou alguns dos mais altos níveis de erosão do solo no mundo. A cobertura de floresta tropical foi reduzida de 70% para 20%, e quando chove, a água e a terra correm livremente das encostas para os rios e o mar, levando consigo níquel e outros metais tóxicos.

Em última análise, esses metais - principalmente níquel, cobalto, ferro e cromo - acabam na cadeia alimentar. As ostras que vivem perto de rios que passam por locais de mineração contêm 20 vezes mais níquel do que as que vivem perto de outros rios. As enguias próximas da costa têm concentrações mais altas de níquel e outros metais do que aquelas mais distantes do mar.

"As conseqüências desse tipo de poluição são desastrosas", diz Peggy Gunkel-Grillon, químico ambiental da Universidade da Nova Caledônia. Os metais tóxicos sobem a cadeia alimentar e se acumulam nos principais predadores, diz ela.

Mas as evidências sobre os efeitos toxicológicos do níquel em criaturas e pessoas marinhas são limitadas. "Na Nova Caledônia, estamos começando a estudar o impacto dos metais no meio ambiente - este é um tópico novo para o governo e para os cientistas", diz Yannick Dominique, ecotoxicologista da consultoria New Caledonian Bioeko. Dominique faz parte de um novo projeto do governo que examina níveis e fontes de exposição a metais em pessoas na Nova Caledônia.

Em humanos, a pesquisa ligou a exposição ao níquel - muitas vezes através do fumo de cigarros ou da indústria - a uma maior prevalência de diabetes tipo 2, e a Organização Mundial de Saúde classifica o níquel puro como carcinogênico. Pouco se sabe, no entanto, sobre o efeito do consumo de água e alimentos que são ricos em níquel.

Pensando na ameaça do escoamento de níquel, Gunkel-Grillon e seus colegas se perguntaram se algo poderia ser feito.

Nas indústrias marinhas, formações rochosas semelhantes a rochas são criadas em torno de estruturas como turbinas eólicas e plataformas de petróleo offshore para protegê-las da erosão. Essas barreiras são criadas a partir de materiais à base de cálcio na água do mar que são atraídos e se acumulam em torno de estruturas metálicas carregadas eletricamente. Os pesquisadores imaginaram se esse processo poderia ser um passo adiante. Isto é, se os metais eletricamente carregados podem atrair materiais à base de cálcio, as formações baseadas em cálcio poderiam atrair poluentes pesados?

Em experiências de laboratório, Gunkel-Grillon está trabalhando com Marc Jeannin, um engenheiro da Universidade de La Rochelle, na França, para desenvolver um método para extrair níquel da água do mar da Nova Caledônia.

Ao colocar aço galvanizado na água do mar e carregá-lo com uma corrente elétrica fraca, os pesquisadores mostraram que podem extrair íons de metal da solução, aprisionando-os em depósitos calcificados que crescem no eletrodo de aço.

Em experimentos de laboratório Em experimentos de laboratório, os pesquisadores conseguiram retirar o níquel de uma solução. (Foto de Charlotte Carré)

Em um teste de laboratório de prova de conceito, os cientistas mergulharam pequenos pedaços de aço eletrificado na água do mar com níquel. Depois de sete dias, eles descobriram que até 24% do níquel adicionado à água estava preso.

Mas o verdadeiro desafio, diz Gunkel-Grillon, é ver se sua técnica se traduzirá em condições do mundo real. Este próximo passo já está em andamento em uma lagoa da Nova Caledônia. No final de março, os cientistas realizaram um experimento em larga escala em Numbo Bay, que é a zona industrial da capital, Nouméa.

Se essas experiências funcionarem, os cientistas imaginam uma estrutura ainda maior e permanente de eletrodos galvanizados que ficam na vertical na água.

“Ao colocar nosso dispositivo na foz de rios, efluentes, portos ou qualquer outro local onde tal poluição possa ocorrer, poderemos limitar a contaminação do níquel dissolvido”, diz Gunkel-Grillon.

A rede elétrica local alimenta o experimento da Nova Caledônia, mas deve ser possível executar tal instalação com turbinas eólicas ou painéis solares no futuro.

A contaminação por metais no ambiente marinho é um problema em todo o mundo e esta solução é muito promissora. A equipe também usou a técnica para prender o chumbo, e Jeannin diz que não vê razão para não trabalhar também para outros elementos metálicos.

“Os portos mais antigos podem ter um nível razoavelmente alto de contaminantes, como metais e metais pesados ​​em seus sedimentos”, diz Philippe Andréani, CEO da Géocorail, uma empresa que desenvolve estruturas marinhas artificiais para proteção contra erosão. “É proveniente das tintas anti-incrustantes usadas no passado nos cascos e de outras fontes. Os portos não são muito profundos, por isso a turbulência causada pelas hélices dos navios tende a elevar os sedimentos e a liberar seus poluentes ”.

Géocorail patenteou uma versão diferente de um eletrodo de metal-trapping, que está sendo testado em um par de portos franceses.

Na próxima primavera, os resultados do teste de campo da Nova Caledônia serão divulgados, e os cientistas devem saber se essa técnica pode ajudar na poluição por metais tóxicos.

“Quando obtivermos os depósitos da água do mar, poderemos verificar quais elementos metálicos foram capturados, incluindo todos os poluentes metálicos presentes na lagoa da Nova Caledônia”, diz Jeannin.

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