Satu pasukan penyelidik di Northeastern University mempunyai membangunkan kaedah untuk menghilangkan bahan pencemar karsinogen daripada tanah dengan penggunaan laser, tanpa memerlukan kos yang mahal untuk mengeluarkan tanah yang tercemar.

Pasukan penyelidik mempelajari teknik mereka dengan mengeluarkan Dichlorodiphenyldichloroethylene (DDE) dari tanah. DDE adalah hasil sampingan daripada Dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) racun perosak popular yang digunakan di seluruh dunia dalam bidang pertanian untuk kawalan serangga pada abad 20th pertengahan.

Di 1972, EPA mengharamkan penggunaan DDT di Amerika Syarikat due terhadap impaknya terhadap alam sekitar dan kesihatan manusia, tetapi sesetengah negara masih menggunakannya untuk mengawal wabak malaria.

Kedua-dua bahan kimia ini telah dikelaskan sebagai "karsinogen manusia yang mungkin"Oleh Agensi Perlindungan Alam Sekitar AS.

Kajian ini diterbitkan di Malaysia Jurnal Fizik Gunaan.

Kaedah yang dibangunkan oleh penyelidik, dipimpin oleh Ming Su, seorang profesor kejuruteraan kimia di Northeastern, tidak dapat datang pada masa yang lebih baik.

Negeri bumi tanah

Planet kita amat memerlukan bantuan ketika datang ke keadaan tanah kita. Keadaan ini begitu mengerikan bahawa Pertubuhan Makanan dan Pertanian Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu (FAO) mengisytiharkan 2015 Tahun Antarabangsa Tanah dalam usaha untuk memberi perhatian kepada masalah dan mencari penyelesaian. Dua tahun sebelumnya, Perhimpunan Agung Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu telah mengisytiharkan Disember 5 sebagai Hari Tanah Dunia, dengan harapan dapat membawa kesedaran kepada nasib global.

"Tanah adalah asas untuk makanan, makanan, bahan bakar dan pengeluaran serat," kata Timbalan Ketua Pengarah FAO, Maria Helena Semedo. dalam satu kenyataan.

Sembilan puluh lima peratus Makanan dunia berasal dari tanah. Malangnya, kira-kira Peratus 33 sumber-sumber tanah global telah hilang kerana hakisan dan amalan pengurusan tanah yang tidak lestari. Sementara itu, pertumbuhan penduduk yang berterusan akan memberi lebih banyak tekanan untuk menghasilkan lebih banyak makanan.

"Pertumbuhan populasi akan memerlukan peningkatan lebih kurang 60 peratus dalam pengeluaran makanan," kata Ketua Pengarah FAO José Graziano da Silva dalam satu kenyataan.

Sekiranya kita meneruskan perjalanan kita, FAO memberi amaran bahawa jumlah tanah tanah yang subur dan produktif global di setiap orang di 2050 hanya akan Peratus 25 daripada apa yang berlaku di 1960.

Walaupun tanah terkikis boleh dipulihkan, ia boleh diambil 1,000 tahun untuk membentuk tiga sentimeter tanah atas. Sekiranya corak degradasi berterusan, FAO menganggarkan bahawa dunia akan kehabisan tanah atas boleh digunakan di dalam 60 tahun.

"Tanpa tanah kita tidak dapat mempertahankan kehidupan di bumi dan di mana tanahnya hilang tidak dapat diperbaharui pada garis masa manusia" kata Semedo dalam satu kenyataan.

"Kadar kemusnahan tanah kini mengancam keupayaan generasi akan datang untuk memenuhi keperluan mereka."

Ancaman yang ditimbulkan oleh pencemaran tanah

Pencemaran tanah adalah ancaman serius. Menurut FAO, pencemaran tanah memberi kesan sebanyak seperlima dari semua cropland di beberapa negara.

Pencemaran tanah disebabkan oleh banyak faktor, termasuk racun perosak, baja kimia, antibiotik dalam baja haiwan, pelupusan sampah yang tidak betul, kebocoran minyak dan tumpahan, dan kebocoran dari pembetung, tangki bawah tanah dan talian paip bawah tanah.

Kehadiran bahan pencemar di dalam tanah menjejaskan kesihatan dan membahayakan alam sekitar.

Pencemaran tanah juga mempunyai kesan ekonomi yang teruk. Di bahagian China, misalnya, bijirin ditanam di tanah yang tercemar dengan logam berat. Oleh itu, setiap tahun, negara terpaksa melupuskan anggaran 12 juta tan daripada bijirin tercemar, menyebabkan petani kehilangan sehingga 20 bilion yuan, atau kira-kira AS $ 2.57 bilion AS

Malangnya, amalan semasa untuk membuang bahan cemar dari tanah adalah terhad.

Orang boleh mengeluarkan tanah tercemar dan mengangkutnya ke loji rawatan untuk dekontaminasi, tetapi ia akan menjadi proses yang rumit dan mahal.

Satu lagi cara ialah membersihkan tanah tercemar di situ, tetapi malangnya, kaedah yang digunakan pada masa kini melibatkan pelarut air dan kimia, yang boleh mencairkan toksin tetapi tidak menyingkirkannya.

Penyelidik Northeastern mencari jalan penyelesaian pencemaran di tanah

Gambar tanah di dunia memang sungguh muram, tetapi kita boleh mengambil hati dari kaedah baru yang dihasilkan oleh Su dan pasukannya untuk membersihkan tanah.

Kaedah baru, yang melibatkan "letupan [tercemar] tanah dengan laser inframerah" adalah berkesan, kurang mahal dan intensif buruh.

Su menjelaskan bahawa laser "memanaskan tanah yang tercemar ke suhu yang tinggi (lebih seribu darjah) untuk menguraikan atau mencemarkan bahan kimia secara teratur."

Dalam kajian ini, penyelidik menguji kaedah pada tanah yang tercemar dengan DDE, yang sesuai untuk kajian ini kerana ia bersinar apabila terdedah kepada cahaya ultraviolet. Selepas letupan tanah tercemar DDE, mereka mengimbasnya dengan cahaya ultraviolet dan tidak menemui apa-apa residu bercahaya. Mereka berjaya mengeluarkan bahan pencemar dari tanah.

Latar belakang Su tidak dalam laser, tetapi dia datang dengan idea pemenang menggunakan laser untuk mengurai tanah selepas melawat pengeluar laser.

"Saya tidak bekerja di laser dalam karier saya sehingga saya melawat sebuah syarikat yang membuat mesin pemotong laser perindustrian, yang kuasanya sangat tinggi sehingga ia boleh mencairkan kepingan logam tebal inci dalam beberapa saat," kata Su.

"Saya membayangkan bahawa laser kuasa tinggi boleh digunakan untuk memanaskan bahan pencemar di tanah. Halangan pertama yang saya harus diatasi adalah untuk meyakinkan diri saya bahawa pancaran laser yang terfokus secara ketat dapat merawat kawasan tanah terkontaminasi dalam masa yang singkat. Saya mendapati bahawa pelbagai balok boleh secara serentak dihantar ke tanah menggunakan bajak laser, yang digali ke bumi, dan mengeluarkan laser dari kedai sisi. "

Su diilhamkan oleh risiko yang berkaitan dengan pencemaran tanah.

"Pencemaran tanah adalah isu global yang serius, yang mengurangkan produktiviti tanaman, membahayakan orang, dan menyebabkan kekurangan tanah yang boleh didiami," katanya.

"Isu ini lebih mencabar di negara-negara membangun seperti China di mana saya dilahirkan. Saya ingin membantu semua orang yang menderita masalah ini, dan telah melihat kemajuan dalam bidang ini selama bertahun-tahun. "

Para penyelidik merancang untuk menerapkan kaedah tersebut kepada bahan cemar yang lain, selepas itu mereka merancang untuk bekerjasama dengan pakar industri dan saintis untuk ujian lapangan.

Su percaya bahawa kaedah itu dapat disesuaikan untuk menyasarkan kawasan yang lebih besar untuk dekontaminasi.

"Memperluas rasuk laser untuk tidak terfokus erat juga dapat membantu menutup kawasan yang lebih besar," katanya. "Seluruh unit laser boleh diletakkan di atas landasan yang bergerak merentasi tanah untuk mengurai pencemaran."

Terdapat kelebihan yang berbeza untuk menggunakan kaedah baru, menurut Su.

"Di situ, pesat, sangat cekap, dapat ditingkatkan dengan mudah, tanpa pencemaran sekunder, kebolehgunaan umum, serta berpotensi rendah," kata Su.

[Divider]

Artikel yang berkaitan: 

Universiti Membantu Mengurangkan Krisis Air

Penyelidik MIT Mencipta Kaedah Baru untuk membersihkan Air Lidah