L'eau contaminée par du mercure et d'autres métaux lourds toxiques est une cause majeure de dommages environnementaux et de problèmes de santé dans le monde. Maintenant, chercheurs de l'Université de technologie Chalmers, Suède, présenter une toute nouvelle façon de nettoyer l'eau contaminée par un processus électrochimique. Les résultats sont publiés dans la revue scientifique Communication Nature .

"Nos résultats ont vraiment dépassé les attentes que nous avions lorsque nous avons commencé avec la technique, " dit le responsable de la recherche Björn Wickman, du Département de physique de Chalmers. "Notre nouvelle méthode permet de réduire la teneur en mercure d'un liquide de plus de 99 pour cent. Cela peut amener l'eau bien dans les marges d'une consommation humaine sûre."

Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), le mercure est l'une des substances les plus nocives pour la santé humaine. Il peut influencer le système nerveux, le développement du cerveau, et plus. Elle est particulièrement nocive pour les enfants et peut également être transmise de la mère à l'enfant pendant la grossesse. Par ailleurs, le mercure se propage très facilement dans la nature, et peut entrer dans la chaîne alimentaire. Poisson d'eau douce, par exemple, contiennent souvent des niveaux élevés de mercure.

Au cours des deux dernières années, Björn Wickman et Cristian Tunsu, chercheur au Département de Chimie et Génie Chimique de Chalmers, ont étudié un procédé électrochimique pour nettoyer le mercure de l'eau. Leur méthode fonctionne en extrayant les ions de métaux lourds de l'eau en les encourageant à former un alliage avec un autre métal.

"Aujourd'hui, nettoyer le bas, pourtant nuisible, niveaux de mercure provenant de grandes quantités d'eau est un défi majeur. Les industries ont besoin de meilleures méthodes pour réduire le risque de rejet de mercure dans la nature, " dit Björn Wickman.

Leur nouvelle méthode implique une plaque métallique - une électrode - qui y lie des métaux lourds spécifiques. L'électrode est en platine, métal noble, et grâce à un processus électrochimique, il extrait le mercure toxique de l'eau pour former un alliage des deux. De cette façon, l'eau est nettoyée de la contamination au mercure. L'alliage formé par les deux métaux est très stable, il n'y a donc aucun risque que le mercure rentre dans l'eau.

"Un alliage de ce type a été fabriqué auparavant, mais avec un objectif totalement différent à l'esprit. C'est la première fois que la technique d'alliage électrochimique est utilisée à des fins de décontamination, " dit Cristian Tunsu.

L'une des forces de la nouvelle technique de nettoyage est que l'électrode a une capacité très élevée. Chaque atome de platine peut se lier à quatre atomes de mercure. Par ailleurs, les atomes de mercure ne se lient pas seulement à la surface, mais aussi pénétrer plus profondément dans la matière, créer des couches épaisses. Cela signifie que l'électrode peut être utilisée pendant une longue période. Après utilisation, il peut être vidé de manière contrôlée. Ainsi, l'électrode peut être recyclée, et le mercure éliminé de manière sûre. Un autre avantage de ce procédé est qu'il est très économe en énergie.

"Un autre avantage de notre technique est qu'elle est très sélective. Même s'il peut y avoir de nombreux types de substances différentes dans l'eau, il enlève juste le mercure. Par conséquent, l'électrode ne gaspille pas de capacité en retirant inutilement d'autres substances de l'eau, " dit Björn Wickman.

Le brevetage de la nouvelle méthode est demandé, et afin de commercialiser la découverte, la nouvelle société Atium a été créée. La nouvelle innovation a déjà été récompensée par de nombreux prix et récompenses, tant en Suède qu'à l'étranger. La recherche et les collègues de l'entreprise ont également reçu une forte réponse de l'industrie.

"Nous avons déjà eu des interactions positives avec un certain nombre de parties intéressées, qui ont envie de tester la méthode. À l'heure actuelle, nous travaillons sur un prototype qui peut être testé en dehors du laboratoire dans des conditions réelles."

Utilisations potentielles de la nouvelle méthode

La technique pourrait être utilisée pour réduire la quantité de déchets et augmenter la pureté des eaux usées et de traitement dans les industries chimiques et minières, et dans la production de métal. Il peut contribuer à un meilleur nettoyage environnemental des lieux où les terres et les sources d'eau sont contaminées.

Il peut même être utilisé pour nettoyer l'eau potable dans des environnements gravement touchés car, grâce à sa faible consommation d'énergie, il peut être entièrement alimenté par des cellules solaires. Par conséquent, il peut être développé en une technologie de nettoyage de l'eau mobile et réutilisable.

En savoir plus sur les métaux lourds dans notre environnement

Les métaux lourds dans les sources d'eau créent d'énormes problèmes environnementaux et influencent la santé de millions de personnes dans le monde. Les métaux lourds sont toxiques pour tous les organismes vivants de la chaîne alimentaire. D'après l'OMS, le mercure est l'une des substances les plus dangereuses pour la santé humaine, influençant notre système nerveux, développement du cerveau et plus encore. La substance est particulièrement dangereuse pour les enfants et les bébés à naître.

Il existe aujourd'hui des réglementations strictes concernant la gestion des métaux lourds toxiques pour empêcher leur propagation dans la nature. Mais il y a beaucoup d'endroits dans le monde qui sont déjà contaminés, et ils peuvent être transportés sous la pluie ou dans les airs. Cela se traduit par certains environnements où les métaux lourds peuvent devenir abondants, par exemple les poissons dans les sources d'eau douce.

Dans les industries où les métaux lourds sont utilisés, il y a un besoin de meilleures méthodes de recyclage, nettoyage et décontamination de l'eau affectée.