قام علماء من جامعة جنوب الأورال بمقارنة العلامات التجارية المعروفة من المواد الحديثة لتنقية المياه وتوصلوا إلى استنتاج مفاده أنه من أجل زيادة فعالية المواد الكيميائية، يمكن تحضير الماء مسبقًا باستخدام مسحوق الكربون.
بغض النظر عن مدى الحديث عن طرق تنقية المياه المبتكرة "الخالية من الكواشف"، لم يتم اختراع أي شيء أكثر فعالية من المواد المسببة للتخثر. ويواصل العلماء والصناعيون البحث عن التركيبة المثالية لهم.
إذا كان يتم بالفعل إنتاج مادة مسببة للتخثر على نطاق صناعي، فهذا لا يعني أن العلم فقد الاهتمام بها. ويستمر العلماء في إجراء التجارب على العلامات التجارية المعروفة بالفعل لتقييم مدى فعاليتها وسلامتها، ومن يدري! - الكشف عن أسرار جديدة لاستخدامها الفعال.
نشرت الأستاذة المشاركة في قسم التطوير الحضري وشبكات وأنظمة الهندسة في معهد الهندسة المعمارية والمدنية بجامعة جنوب الأورال الحكومية، مرشحة العلوم التقنية إيلينا نيكولاينكو وطالبة الماجستير تينغروي تشانغ مقالاً في العدد الأول من مجلة إمدادات المياه والهندسة الصحية لعام 2025، حيث قارنوا فعالية أوكسي كلوريد الألومنيوم من درجات مختلفة.
أولاً، أنشأ العلماء «نموذجًا للمياه»، يتوافق تركيبه مع المياه الطبيعية في أوقات مختلفة من السنة.
أصبحت قابلية أكسدة البرمنجنات هي المعيار لنقاء الماء. يشير هذا المصطلح إلى خاصية مركبة ومعقدة تُظهر نقاء الماء من الشوائب - البكتيريا والمواد العضوية النباتية والمعادن والمواد الغريبة الأخرى. هناك بالطبع طرق أخرى لتقييم المياه النقية (قابلية أكسدة ثنائي الكرومات واليودات)، ولكن البرمنجنات هي الأكثر شهرة.
لإجراء التجربة، أخذ العلماء عينات من العلامات التجارية المعروفة لمواد تخثر أوكسي كلوريد الألومنيوم: MetaPAC-20، وBOPAC-E-3، وBOPAC-E-2، وBOPAC-A.
وقد أظهرت جميعها نتائج جيدة في قابلية أكسدة البرمنجنات. قبل التجربة تراوحت من 10 إلى 8.7 ملغم/لتر، وبعد المعالجة بأوكسيد كلوريد الألومنيوم تراوحت من 3.9 إلى 2.2 ملغم/لتر. الحد الأقصى المسموح به لتركيز مياه الشرب هو 5 ملجم/لتر، أي أنها قبل المعالجة كانت في حالة غير صالحة للشرب، ولكن بعد المعالجة أصبحت آمنة للاستهلاك.
ولكن هذا المؤشر ليس الوحيد المهم بالنسبة لمستهلك مياه الشرب. تلعب درجة عكارة ولون الماء الذي يخرج من الصنبور دورًا أكبر بكثير. ولكن لسوء الحظ، لم تكن كل المواد المسببة للتخثر التي تم أخذها في الاعتبار فعالة في هذا الصدد.
الطريقة المعروفة لتحسين أداء المواد المسببة للتخثر في المياه ذات اللون العكر قليلاً هي استخدام المواد المعتمة، مثل الكربون النشط المسحوق.
والخبر السار هو أن عملية الكربنة المسبقة (التغيم بالكربون) للمياه تزيد من فعالية أوكسي كلوريد الألومنيوم. لقد قام MetaPAC-20 بتنفيذ المهمة بشكل أكثر موثوقية. ولكن حتى مع إضافة مواد التخثر ذات العلامة التجارية BOPAK في الجرعة المحسوبة، تم تقليل العكارة واللون بشكل كبير. ومع ذلك فإن تجاوز هذه الجرعة لم يؤد إلى أية تغييرات.
إن مسألة كفاءة تنقية المياه باستخدام المواد المسببة للتخثر تهم أي مصدر - من النطاق الصناعي إلى الآبار الفردية.
«تقول إيلينا نيكولاينكو، الأستاذة المشاركة في معهد الهندسة المعمارية والهندسة المدنية بجامعة جنوب الأورال الحكومية: إن جودة المياه المقدمة للمستهلك ستعتمد على مدى دقة اختيار العلامة التجارية وجرعة الكاشف في هذه الظروف المحددة. أظهرت دراساتنا لأكسيكلوريد الألومنيوم، أولاً، أن طبيعة تلوث المياه الطبيعية تؤثر على فعالية أوكسيكلوريد الألومنيوم، وثانياً، تسمح لنا العكارة الأولية للمياه بتقليل جرعة المواد المسببة للتخثر بشكل كبير عند معالجة المياه ذات اللون العكر قليلاً».