Ipinakita ni Wen-Chi Lin ang kanyang electronic lead sensor design. Maaari itong paganahin ang mga lungsod at mga may-ari ng bahay upang matukoy ang mga tubo na magdudulot ng tubig na may tingga. (Kredito: Evan Dougherty / Michigan Engineering Komunikasyon at Marketing / U. Michigan)

Ang isang bagong elektronikong sensor ay maaaring masubaybayan ang kalidad ng tubig sa mga tahanan o lungsod, na nagpapaalam sa mga residente o mga opisyal ng pagkakaroon ng lead sa tubig sa loob ng siyam na araw-lahat para sa paligid ng $ 20.

Ang krisis sa tubig ng Flint ay nagpakita sa bansa na ang mga lumang sistema ng tubig na pinaniniwalaang matatag sa mga dekada ay maaaring biglang ilantad ang libu-libong mga tao sa isang neurotoxin kung ang isang pagbabago sa kalidad ng tubig ay nakakapagod na humantong ang tubo.

Bilang karagdagan, ang karaniwang mga pagsubok sa sample ng tubig ay nangangailangan ng mga gumagamit na patakbuhin ang kanilang tubig sa loob ng ilang minuto, nawawala ang anumang mga lead na tumulo sa tubig mula sa sariling tubo ng bahay.

Si Mark Burns, isang propesyong kemikal sa engineering sa University of Michigan, at ang kanyang mga kasamahan ay naglagay upang bumuo ng isang murang sensor na maaaring ilagay sa mga pangunahing punto sa mga sistema ng tubig ng lungsod gayundin sa mga taps sa mga tahanan.

"Umaasa ako na magkakaroon ito ng ilang epekto dahil nakakatakot na isipin ang pagkakaroon ng lead sa iyong tubig," sabi ni Burns.

Ang bilis ng kamay ay naghihiwalay ng humantong mula sa lahat ng iba pang mga riles na maaaring naroroon sa tubig, karamihan sa kanila ay mapanganib sa napakataas na dosis.

"Dahil ang bakal ay ang pinaka-karaniwang metal sa tubig at sa pangkalahatan ay hindi nakakapinsala (bukod sa pagkakaroon ng masamang amoy), nakita natin ito na nakakasagabal sa ating sensor," sabi ni Wen-Chi Lin, isang nagtapos na doktor sa chemical engineering.

Kaya, siya ay dinisenyo ng isang sensor na maaaring iba-iba sa pagitan ng lead at iba pang mga metal tulad ng bakal. Ito ay umaasa sa dalawang pares ng mga electrodes. Ang positibong elektrod at neutral na kapitbahay nito ay nag-set up ng isang mahinang elektron na kapaligiran, habang ang negatibong elektrod at ang neutral na kapit nito ay lumikha ng isang kapaligiran na mayaman sa elektron.

Ang negatibong elektrod ay nag-aalok ng mga elektron sa mga positibong ions, nakakakuha ng karamihan sa mga metal. Ang mga metal ay naka-oxidized sa tubig, ibig sabihin binigyan nila ang ilan sa kanilang mga elektron, kaya mas gusto nila ang isang pagkakataon upang makakuha ng mga elektron pabalik.

Gayunpaman, ang lead ay nakuha sa positibong bahagi ng elektrod set-ito ay ang tanging kontaminant metal na madaling mawalan ng mas maraming mga electron at oxidizes karagdagang.

Sinubukan ni Lin ang mga sensors sa iba't ibang mga kapaligiran: simulang tapikin ang tubig at tubig mula sa isang aktwal na gripo, na may mga metal o hindi. Habang nakabubuo ang lead sa positibong elektrod, sa kalaunan ay umaabot sa neutral na elektrod, isinasara ang circuit at bumubuo ng boltahe. Sa itaas ng isa-boltahe na signal, ang system ay nagrerehistro ng isang hit.

Ito ay isang katulad na kuwento tungkol sa negatibong elektrod, nakakakuha ng mataas na konsentrasyon ng bakal, sink, at tanso, na maaari ring maging mga problema sa kalusugan. Ang sensor ay maaaring makilala sa pagitan ng isang suliranin sa suliranin at isang problema sa isa sa mga iba pang riles.

"Maaaring may isang app na susubaybayan ang lahat ng mga taps, at maaari ka lamang magpadala sa iyo ng mensaheng email kapag nakita nito ang isang kaganapan," sabi ni Burns.

Si Lin ay lalong may kamalayan sa mga maling positibo-ang pagtukoy ay nangangahulugan na ang elektrod ay wala sa komisyon para sa mabuti (ngunit hindi ang buong sensor), at maaaring maging sanhi ito ng hindi kinakailangang pagkatakot para sa isang pamilya o opisyal.

Ang isang potensyal para sa isang maling alerto sa lead ay kung ang konsentrasyon ng tanso ay masyadong mataas. Ang tanso ay napakabuti sa pag-agaw ng mga dagdag na elektron na maaari itong magtayo sa neutral na elektrod sa tabi ng positibong elektrod. Ngunit ang tanso ay lumilikha lamang ng isang boltahe sa mga mataas na konsentrasyon, papalapit sa limitasyon ng aksyon ng Environmental Protection Agency ng mga bahagi ng 1,300 bawat bilyong.

Ang humantong, sa kabilang banda, ay nagpapakita sa mga bahagi ng 15 bawat bilyon-ang limitasyon ng pagkilos ng EPA-pagkaraan ng isang linggo. Ang antas ng pagkakalantad ay hindi naisip upang itaas ang mga antas ng dugo sa mga matatanda, ayon sa Centers for Disease Control. Ang isang mas malaking konsentrasyon ng tingga, mga bahagi ng 150 kada bilyong, ay kinuha pagkatapos ng isa o dalawang araw, depende sa kimika ng tubig.

Naniniwala si Lin na sa pag-optimize, ang positibong elektrod ay maaaring maging mas mahusay pa sa pag-akit ng lead ngunit hindi tanso.

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

Lumilitaw ang pag-aaral sa Analytical Chemistry.

Pinondohan ng University of Michigan ang trabaho sa pamamagitan ng Barbour Scholarship, Rackham Predoctoral Fellowship, at TC Chang Endowed Professorship.

Source: University of Michigan

Mga Kaugnay na Libro:

at InnerSelf Market at Amazon