Ìfojúsùn Aṣojú Tí Ó Ń Jíjá fún Ìyàsọ́tọ̀ Àwọn Ẹ̀yà Ayé Tó Ṣẹ́lẹ́

Ìṣọ̀kan pẹ̀lú Ìṣàkóso Ìfojúsùn Aṣojú Upstream Leaching

Yíyọ omi tó gbéṣẹ́ sinmi lórí bí a ṣe ń ṣàkóso ìdàpọ̀ omi tó ṣọ̀wọ́n nípa ṣíṣe àtúnṣe ìwọ̀n omi tó ń mú kí omi náà rọ̀. Àìtó omi tó ń mú kí omi náà rọ̀ jọ̀wọ́ máa mú kí ilẹ̀ tútù, kí ó dín agbára ìyọkúrò kù, nígbà tí omi tó ń mú jáde pọ̀ jù lè mú kí omi tó ń mú jáde pọ̀ sí i, kí omi tó ń mú jáde má baà pọ̀ sí i, kí ó sì dín ìwọ̀n omi tó ń mú jáde kù nígbà tí omi náà bá ń rọ̀.

Àwọn iyọ̀ ammonium àti àwọn ohun tí ń dènà àìmọ́—tí a lò nínú àwọn ohun èlò ilẹ̀ tí a ti gbóná tí a sì ti fi omi pamọ́—ṣàfihàn bí ìṣàtúnṣe àwọn ohun èlò ìwẹ̀ ṣe ń mú kí ìwẹ̀ àti ìyàsọ́tọ̀ pọ̀ sí i. Àpẹẹrẹ Thermodynamic (fún àpẹẹrẹ, ìbáṣepọ̀ P204 pẹ̀lú àwọn ìwẹ̀ eérú eérú) ń ṣe àtìlẹ́yìn fún ṣíṣe àtúnṣe àwọn pàrámítà ìyọ̀ǹda láti bá kẹ́míkà ìwẹ̀nù mu fún ìgbàpadà tó pọ̀ jùlọ. Àwọn ìlànà ìyọ̀ǹda ìwẹ̀nù-eérú tí a ṣepọpọ̀ tún ń pèsè ààbò àyíká àti ìṣiṣẹ́ tó dára.

Ṣíṣe àmúṣiṣẹ́pọ̀ pẹ̀lú yíyan àwọn ohun èlò ìtújáde àti ìṣàtúnṣe ìpele tí ó wà ní òkè odò àti àwọn yíyàn àtúnṣe ìpele ń mú kí ìtújáde àti ìṣàkójọ oúnjẹ tí a ṣàkóso dúró ṣinṣin, ó ń mú kí àwọn èso ìpínyà àti lílo àwọn ohun èlò sunwọ̀n síi. Ìwọ̀n pípéye, àkókò gidi ti ohun èlò ìtújáde àti àwọn ìṣọ̀kan ion ilẹ̀ tí ó ṣọ̀wọ́n pẹ̀lú ohun èlò Lonnmeter ń ṣe àtìlẹ́yìn fún àwọn iṣẹ́ ìṣiṣẹ́ tí a ti ṣe àkópọ̀ fún àwọn ilana ìyàsọ́tọ̀ ilẹ̀ tí ó ṣọ̀wọ́n tí ó ti lọ síwájú.

Àwọn Ọ̀nà Ìyọkúrò Tuntun àti Tí Ó Lè Dáradára

Àwọn adsorbents tí a fi protein ṣe tí a ti ṣe àtúnṣe sí ìlànà ìyàsọ́tọ̀ àwọn ohun èlò ilẹ̀ ayé tí ó ṣọ̀wọ́n, tí wọ́n sì ń fi àwọn àǹfààní tuntun hàn fún ìgbàpadà tí ó ṣẹ́kù láti orísun àìdára bíi e-egbin àti àwọn leachates ilé iṣẹ́. Àwọn protein bíi Lanmodulin ni a ṣe àgbékalẹ̀ àti tí a ṣe àgbékalẹ̀ rẹ̀ fún ìfẹ́ tí ó tayọ sí àwọn ions REE, tí ó ń fi ìyàsọ́tọ̀ hàn kódà nígbà tí a bá fi wọ́n hàn sí àwọn adalu tí ó díjú tí ó ní àwọn ìfọ́pọ̀ gíga ti àwọn ions irin tí ó ń díje. Ìmọ̀ nípa molikula yìí ń fúnni ní àǹfààní pàtàkì lórí àwọn adsorbents kemikali àti mineral ìbílẹ̀, pàápàá jùlọ lábẹ́ àwọn ipò ìpèníjà bíi agbára ionic gíga tàbí àyíká acidic, èyí tí ó jẹ́ àpẹẹrẹ àwọn ìṣàn ìtọ́jú earth leachate tí ó ṣọ̀wọ́n. Àwọn peptide tí a ti ṣe àgbékalẹ̀ rẹ̀ àti àwọn protein tí a ti mú dúró, nígbà tí a bá dapọ̀ mọ́ àwọn polymers iṣẹ́ tàbí nanomaterials, ń gbé agbára adsorption àti agbára ilana ga, pẹ̀lú àwọn ohun èlò nanocomposite tí a ti ṣe àgbékalẹ̀ tí ó ń mú agbára adsorption REE tí ó ju 900 mg/g lọ, kódà nínú àwọn omi tí a ti pò tàbí omi tí a ti ṣe àgbékalẹ̀ rẹ̀.

Agbára ìyọkúrò omi tó ga nínú yíyọ ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n sinmi lórí ìdúróṣinṣin àti àtúnlò omi tó ń fa omi. A ti ṣe àgbékalẹ̀ àwọn ohun èlò ìfàmọ́ra polima àti magnetic tí a lè tún lò láti mú kí ìdè tó lágbára dúró dáadáa kí ó sì jẹ́ kí àwọn ohun èlò tó wúwo padà yára. Agbára ìtúnlò wọn dín ìṣẹ̀dá egbin kejì kù, ó sì ń gbé ìdúróṣinṣin iṣẹ́ tó ṣe pàtàkì fún àwọn ìlànà ìyàsọ́tọ̀ ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n lárugẹ. Fún àpẹẹrẹ, àwọn ohun èlò ìfàmọ́ra gba ààyè fún ìyàsọ́tọ̀ ara ti adsorbent láti inú àwọn leachates nípasẹ̀ magnetism, tí ó ń pa iṣẹ́ mọ́ lórí ọ̀pọ̀ ìgbà, tí ó sì ń pa àwọn ion ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n run ní àwọn ọ̀nà yíyọ àti ìyàsọ́tọ̀ tí a ń tún lò. Àwọn ètò wọ̀nyí munadoko ní pàtàkì nígbà tí a bá so wọ́n pọ̀ mọ́ ọ̀nà yíyọ omi tó ṣọ̀wọ́n fún ìyàsọ́tọ̀ ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n, tí ó ń ṣe àtìlẹ́yìn fún ìgbàpadà èso tó ga láti inú àwọn oofa tí a ti lò àti àwọn ohun tí a ti yọ kúrò nínú ilé iṣẹ́, nígbà tí ó ń ṣe àtúnlò ìwọ̀n ohun èlò ìfàmọ́ra àti ìdínkù ipa àyíká.

Àwọn ètò ìyípadà ooru àti àdàpọ̀-reagent ń ṣe àgbékalẹ̀ ìṣàkóso onígbà díẹ̀ sínú ìyàsọ́tọ̀ nípasẹ̀ ìyọkúrò solvent. Àwọn ètò wọ̀nyí ń dáhùn sí àwọn àmì ooru nípa ṣíṣe àtúnṣe agbára ìbáṣepọ̀ láàrín àwọn adsorbent àti àwọn ions REE, tí ó ń jẹ́ kí ìyọkúrò yíyàn àti mímú ìmọ́tótó sunwọ̀n síi nínú àwọn ìpín tí a yà sọ́tọ̀. Àwọn ọ̀nà reagent onígbà díẹ̀ ń parapọ̀ àwọn ohun olómi organic àti inorganic tàbí ṣe àtúnṣe pH àti agbára ionic láti ṣe àtúnṣe yíyọ ìyọkúrò, dènà ìtúká àwọn irin tí a kò fẹ́, àti láti pèsè àwọn ìyàsọ́tọ̀ ilẹ̀ tí ó ṣọ̀wọ́n gíga. Irú ìṣàtúnṣe ìlànà bẹ́ẹ̀ ṣe pàtàkì nínú ìyàsọ́tọ̀ ilẹ̀ tí ó ṣọ̀wọ́n, ó ń ṣe ìrànlọ́wọ́ fún ìṣọ̀kan àwọn ohun olómi tí ó dára jùlọ fún ilẹ̀ tí ó ṣọ̀wọ́n, yíyẹra fún àwọn ipa ti ohun olómi tí kò tó tàbí tí ó pọ̀ jù nínú ṣíṣe iṣẹ́ ilẹ̀ tí ó ṣọ̀wọ́n, àti fífún ìṣàkóso iṣẹ́ tí ó lágbára lágbára.

Àwọn ohun èlò ìfàmọ́ra tí a ti ṣe àtúnlò àti èyí tí a lè tún lò, pẹ̀lú àwọn ètò ìgbóná ara àti àwọn ohun èlò ìfàmọ́ra tí a ti ṣe àdàpọ̀, ló ń mú kí ọ̀nà ìyọkúrò àti ìyàsọ́tọ̀ ilẹ̀ tí ó dára jùlọ tí a nílò fún ìdàgbàsókè tí ó pẹ́ títí pọ̀ sí i. Àpapọ̀ wọn mú kí ìwọ̀n ìtọ́jú omi ìdọ̀tí ilẹ̀ tí ó ṣọ̀wọ́n pọ̀ sí i, ó ń tún ìtọ́jú omi ìdọ̀tí ilẹ̀ tí ó ṣọ̀wọ́n ṣe, ó sì ń ṣe àṣeyọrí ìyàsọ́tọ̀ ilẹ̀ tí ó ṣọ̀wọ́n pẹ̀lú ìdínkù ìtẹ̀síwájú àyíká.

Àwọn Ìrònú Ayíká àti Ọrọ̀ Ajé

Ṣíṣe àtúnṣe ìpele àwọn ohun èlò ìtújáde nínú ìlànà ìyàsọ́tọ̀ àwọn ohun èlò ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n ń ṣe àṣeyọrí àǹfààní tó pọ̀ nípa àyíká àti ọrọ̀ ajé. Nípa ṣíṣe àtúnṣe ìwọ̀n ohun èlò ìtújáde, àwọn iṣẹ́ ìtújáde ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n ń mú kí ó ṣiṣẹ́ dáadáa nígbàtí ó sì ń dín ìfàsẹ́yìn reagent àti ipa tó ń ní lórí rẹ̀ kù.

Àwọn Àǹfààní Àyíká ti Ìwọ̀n Lílò Tí A Ṣe Àtúnṣe àti Ìyàsọ́tọ̀ Tó Tẹ̀síwájú

Ṣíṣe àtúnṣe ìwọ̀n ohun èlò ìwẹ̀ tó dára jùlọ fún àwọn ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n máa ń dín lílo kẹ́míkà kù, èyí sì máa ń dènà àbájáde búburú tó bá ìlò tó pọ̀ jù àti ohun èlò ìwẹ̀ tó pọ̀ jù nínú iṣẹ́ ṣíṣe ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n. Tí ìwọ̀n náà bá bá ààlà tó kéré jùlọ fún pípa àwọn ion ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n run, pípa àwọn ohun alumọni kejì run àti ìtújáde ohun èlò tó léwu kù. Àwọn ìlànà ìyàsọ́tọ̀ ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n—bí ìyọkúrò omi ìwẹ̀ tó dára sí i àti ìyọkúrò awo arabara—tún ń jẹ́ kí ìpadàbọ̀sípò yíyàn àti pípadánù díẹ̀ sí i, èyí sì ń dín ìyọkúrò eléèérí kù fún gbogbo ohun èlò ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n.

Àwọn ohun èlò tí ó bá àyíká mu—bíi magnesium acetate, magnesium sulfate, àti àwọn ohun èlò organic bíi citric acid—dínkù acidification ilẹ̀ kù, ó sì ń mú kí ó rọrùn láti tún un padà sí àyíká lẹ́yìn ìdọ̀tí. Fún àpẹẹrẹ, ìdọ̀tí tí ó bá citric acid mu kìí ṣe pé ó ń mú kí àwọn ìwọ̀n ìdọ̀tí tó pọ̀ sí i nìkan ni, ó tún ń mú kí iṣẹ́ enzyme ilẹ̀ padà sípò kíákíá, èyí tí ó ń ṣe àfihàn àtúnṣe àyíká kíákíá lẹ́yìn ìtọ́jú ìdọ̀tí. Àwọn ìwádìí fihàn pé pẹ̀lú àwọn ohun èlò tí ó bá magnesium mu, ìyọkúrò gíga bá àwọn ohun tí kò ní ìdọ̀tí mu àti ewu àyíká tí ó dínkù, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fìdí rẹ̀ múlẹ̀ nípasẹ̀ agbára zeta àti ìwádìí ìpele iná mànàmáná méjì. Àwọn àwárí wọ̀nyí tẹnumọ́ pé ìṣàtúnṣe ìwọ̀n ohun èlò tí ó bá leaching mu àti àwọn ọ̀nà ìyọkúrò yíyan jẹ́ pàtàkì sí àwọn ọ̀nà ìyọkúrò solvent earth tí kò ní ìbàjẹ́.

Ìyàsọ́tọ̀ tó ga jùlọ nípasẹ̀ àwọn ọ̀nà ìyọkúrò solvent—pàápàá jùlọ àwọn tí wọ́n ń lo àwọn membrane polymer tí a ti ṣiṣẹ́—dín ìpàdánù solvent organic kù, wọ́n sì dín àmì ìyàsọ́tọ̀ solvent àyíká kù. Àwọn ètò hybrid àti membrane tí a fi ṣe àkójọpọ̀ mú kí yíyàn àti ìgbàpadà pọ̀ sí i, èyí tí ó dín àwọn ohun ìní kẹ́míkà àti ìṣẹ̀dá egbin kù ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn àyíká adàpọ̀ àti olùgbékalẹ̀ àṣà. Àwọn àtúnṣe ìlànà wọ̀nyí mú kí ìyàsọ́tọ̀ solvent ilẹ̀ ayé tó ṣọ̀wọ́n mọ́ tónítóní àti ààbò fún àyíká.

Idinku Lilo Kemikali, Ṣiṣẹda Egbin, ati Ipasẹ Ayika

Agbára ìtọ́jú omi tí a ṣàkóso ń dín lílo ohun èlò ìwẹ̀ kù, ó sì ń dènà ìkójọpọ̀ àwọn kẹ́míkà tí ó kù nínú àwọn ohun mímu ìyọkúrò. Fún àpẹẹrẹ, nínú ìtọ́jú omi tí ó ṣọ̀wọ́n, tí ó kọjá àwọn ààlà pàtàkì nínú ìṣọ̀kan magnesium sulfate tàbí ṣíṣiṣẹ́ lábẹ́ pH pípé ń ba ìṣètò irin jẹ́, ó ń tú àwọn èròjà kéékèèké jáde àti pé ó ń mú ewu ìkùnà òkè pọ̀ sí i. Nípa mímú ìwọ̀n tí a lò ní àwọn ìwọ̀n tí a ti pinnu tẹ́lẹ̀, ìṣàkóso ìlànà ń dín lílo kẹ́míkà tààrà àti ewu ilẹ̀ kù.

Gbígba àwọn irinṣẹ́ ìwọ̀n pípéye—pẹ̀lú ìṣedéédé gígani titoìfojúsùnawọn mita láti Lonnmeter—ó mú kí àtúnṣe àwọn ipò ìfàsẹ́yìn dátà máa ń jẹ́ kí ó rọrùn, èyí sì ń dín ìfàsẹ́yìn kẹ́míkà kù láìsí pípadánù iṣẹ́ ìfàsẹ́yìn nínú ìfàsẹ́yìn ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n. Jù bẹ́ẹ̀ lọ, àwọn ohun èlò ìfàsẹ́yìn tí a fi bioengineered ṣe àti àwọn ohun èlò tí a lè tún lò, bí àwọn ohun èlò ìfàsẹ́yìn tí a fi protein ṣe àti àwọn ohun èlò ìfàsẹ́yìn lignocellulosic, ń mú kí ó fẹ́rẹ̀ẹ́ jẹ́ pé ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n ni a ń gbà láàyè, nígbà tí ó ń ṣe àtìlẹ́yìn fún àwọn ìyípo tí ó ń dín ìfàsẹ́yìn àyíká kù àti láti mú kí àwọn ìṣàn egbin pọ̀ sí i ní àkókò kan náà.

Nígbà tí a bá so àwọn ìlànà ìyàsọ́tọ̀ ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n pọ̀ mọ́ ìṣàkóso àwọn ohun èlò ìfọ́mọ́ra tó dára jùlọ, ìṣẹ̀dá egbin nígbà ìyọkúrò àti ìyàsọ́tọ̀ máa ń dínkù gidigidi. Fún àpẹẹrẹ, yíyọ omi onípò tí ó wà nínú àwọ̀ ara kì í ṣe pé ó ń mú kí irin mọ́ tónítóní àti èso rẹ̀ pọ̀ sí i nìkan, ṣùgbọ́n ó tún ń dín àwọn ohun tí ó ṣẹ́kù nínú omi àti àwọn ohun tí ó ṣẹ́kù nínú omi àti àwọn ohun tí ó ṣẹ́kù nínú omi kù gidigidi. Àwọn ìdínkù wọ̀nyí bá àwọn ète wíwá ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n mu àti ìfúnpá ìlànà láti dín ẹrù àyíká kù ti wíwá ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n.

Àwọn Àǹfààní Ọrọ̀-ajé: Lílo Àwọn Ohun Èlò Tí Ó Ní Àǹfààní àti Ìnáwó Iṣẹ́ Tí Ó Kéré Jù

Ìdíje ọrọ̀ ajé nínú ọ̀nà ìyọkúrò ilẹ̀ àti ìyàsọ́tọ̀ tó ṣọ̀wọ́n sinmi lórí lílo àwọn ohun èlò tó gbéṣẹ́ àti iṣẹ́ tó rọrùn. Ìmúdàgbàsókè ìwọ̀n ohun èlò tí a fi ń yọ omi kúrò ń dín iye owó ohun èlò àti ohun èlò tí a fi ń yọ omi kù nípa yíyọ àfikún kẹ́míkà tí kò pọndandan kúrò, nígbà tí ìdúróṣinṣin ilana ń dáàbò bo àwọn àdánù tí àìdúróṣinṣin ohun èlò, àkókò ìdádúró ohun èlò, tàbí ìsúnkù ara ohun èlò ń fà.

Ìyọkúrò yíyàn tí a mú sunwọ̀n síi nípasẹ̀ ìyọkúrò solvent àti àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ membrane tó ti ní ìlọsíwájú mú kí ìgbàpadà àwọn iye ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n láti inú àwọn omi ìdọ̀tí pọ̀ sí i—pàápàá jùlọ láti inú àwọn ohun èlò tí ó kéré tàbí tí ó díjú—nípa bẹ́ẹ̀ mú kí ìwọ̀n lílo gbogbo ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n pọ̀ sí i. Ìṣàkóso ìwọ̀n lílo ní àkókò gidi nípasẹ̀awọn ẹrọ wiwọn ifọkansimu ki iṣẹ-ṣiṣe ati didara ọja pọ si, ti o si n mu ere-aje pada ni gbogbo ilana naa.

Dídínkù egbin kìí ṣe pé ó ń mú kí owó ìfowópamọ́ taara wá nínú ríra àwọn ohun èlò ìtọ́jú, àti nínú àwọn iṣẹ́ ìtọ́jú tó wà ní ìsàlẹ̀, ìtẹ̀lé, àti àtúnṣe. Fún àpẹẹrẹ, ìwọ̀n ìgbàpadà nínú àwọn ètò ìyọkúrò àwọ̀ arabara àti àwọn ohun èlò ìyọkúrò epo pọ̀ sí i, àti lílo agbára sì dínkù gidigidi, èyí tí ó ń mú kí owó ìfowópamọ́ ṣiṣẹ́ pọ̀ sí i ní ìyàsọ́tọ̀ ilẹ̀ tó ṣọ̀wọ́n. Bákan náà, fífi àwọn ohun èlò ìtọ́jú elérò tí a lè tún lò—tí ó ń pa iṣẹ́ wọn mọ́ ní ọ̀pọ̀ ìgbà—dín owó ìlò àti owó ìtọ́jú elérò kù.

Àwọn àyẹ̀wò ìyípo ìgbésí ayé fi hàn pé ìfọwọ́sowọ́pọ̀ ìfọwọ́sowọ́pọ̀ àti àwọn ọ̀nà ìyọkúrò solvent earth rare solvent tó ga jùlọ ń fi àwọn ìtújáde gaasi eefin àti àwọn ìpìlẹ̀ toxicity hàn, nígbàtí àwòṣe kinetic ṣe àfihàn iṣẹ́ ṣíṣe tó ga jùlọ àti àkókò ìdúrókúrú nígbà ìyàsọ́tọ̀ earth rare. Ní ṣókí, ìṣedéédé ilana àti ìṣọ̀kan ìmọ̀ ẹ̀rọ mímọ́ tààrà ń ṣe àtìlẹ́yìn fún ìdúróṣinṣin ọrọ̀ ajé àti àyíká nínú àwọn iṣẹ́ ìyọkúrò earth rare.