Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Thiết bị mới đơn giản hóa việc đo lường ô nhiễm florua trong nước (06/03/2019)

Bổ sung florua vào nước là một phương thực phố biến đã được một số quốc gia thực hiện, bao gồm Hoa Kỳ, Ôxtrâylia, Braxin, Malaixia, Ấn Độ và Việt Nam. Florua với nồng độ thấp (dưới 1,5 mg/L) có thể giúp ngăn ngừa sâu răng và thậm chí củng cố xương, nhưng cao hơn mức đó có thể dẫn đến tác dụng ngược, gây ra bệnh về răng và xương nghiêm trọng, đặc biệt là ở trẻ em và thai nhi.

Thiết bị nguyên mẫu được sử dụng với SION-105 để phát hiện các anion fluor trong nước uống

(Ảnh: Marie-Thé và Etienne Roux).

Để giữ mọi thứ trong tầm kiểm soát, Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đã đặt ra mức giới hạn tối đa cho florua trong nước uống là 1,5 mg/L. Nhưng việc đo lường florua ở nồng độ thấp như vậy một cách đủ chính xác thì khá tốn kém và cần có một phòng thí nghiệm hóa học hiện đại. Vì thế, ô nhiễm florua trong nước ảnh hưởng đến một số quốc gia đang phát triển hiện nay và thậm chí là nhiều nơi tại các nước phát triển.

Nhóm nghiên cứu đứng đầu là Kyriakos Stylianou tại Phòng thí nghiệm Mô phỏng phân tử tại trường Đại học Bách khoa liên bang Lausanne (EPFL) đã chế tạo được thiết bị SION-105, có thể đo chính xác nồng độ florua chỉ bằng vài giọt nước ngay cả khi nồng độ chất ô nhiễm ở mức thấp và chỉ làm thay đổi độ sáng của màu sắc. Thiết bị có thể mang theo người, có giá thành rẻ hơn nhiều so với các phương pháp đo lường florua hiện nay và hầu như ai cũng có thể sử dụng thiết bị ngay tại chỗ.

Điểm mấu chốt của thiết bị là thiết kế của vật liệu mới mà các nhà khoa học đã tổng hợp. Vật liệu này thuộc loại "khung kim loại hữu cơ" (MOF), các hợp chất được tạo thành từ một ion kim loại (hoặc một cụm ion kim loại) được kết nối với các phối tử hữu cơ để tạo thành các cấu trúc một, hai hoặc ba chiều. Do cấu trúc linh hoạt, nên MOF có thể được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng như tách hóa dầu, khử độc nước và tách hydro hoặc thậm chí là vàng.

Thiết bị SION-105 theo thiết kế có thể phát quang, nhưng tối hơn khi gặp các ion florua. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng thiết bị để xác định hàm lượng florua trong các mẫu nước ngầm được thu thập từ Việt Nam, Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất và Ả Rập Saudi. Dữ liệu thu được tương ứng với kết quả thu thập bằng cách đo lường bằng phương pháp sắc ký ion, phương pháp thông thường để đo nồng độ florua trong nước.

"So sánh cho thấy hiệu suất và độ tin cậy của thiết bị SION-105 kết hợp cả tính di động và khả năng dễ sử dụng, làm cho thiết bị trở thành giải pháp rất thân thiện với người dùng để lấy mẫu nước tại vùng sâu, vùng xa nơi việc theo dõi nồng độ florua thường xuyên là rất quan trọng", Stylianou nói.

Nguồn: N.P.D (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 21/02/2019