Wetenschappers van Yale University en het Oak Ridge National Laboratory in de VS hebben voor het eerst een systematische verkenning uitgevoerd naar de rol van moleculaire structuren en functionele groepen van polymeer antiscalants bij het stabiliseren van oververzadigde kiezelzuuroplossingen. Deze oplossingen leiden tot vorming van silicaatverbindingen, die zich bijvoorbeeld afzetten aan de binnenzijde van waterleidingen en fittingen en de staat van de leidingen negatief beïnvloeden.
De onderzoekers stelden vast dat de sterke variaties in de prestaties van polymeer silicaat-antiscalants, die in eerdere studies zijn vastgesteld, toe te schrijven zijn aan de specifieke fysieke en chemische eigenschappen van de polymeren. Ook ontdekten ze dat polymeren met een combinatie van geladen amine- en ongeladen amidegroepen het meest geschikt zijn om silicaatvorming tegen te gaan. Een en ander is te lezen in de studie die is gepubliceerd in Environmental Science & Technology.
Silicium is in natuurlijke waterbronnen vaak aanwezig in de vorm van opgelost kiezelzuur. De aanwezigheid van silicium in water kan – onder bepaalde pH- en temperatuuromstandigheden – leiden tot de vorming van silicaatverbindingen, die zich bijvoorbeeld afzetten aan de binnenzijde van leidingen en fittingen.
Deze afzettingen (zoals siliciumdioxide) kunnen grote invloed hebben op de prestaties van waterleidingen: corrosie, verminderde doorstroming, verhoogde drukverliezen en uiteindelijk verstoppingen van leidingen. Dit kan optreden in verschillende (drink)waterinstallaties, zoals membranen voor reversed osmose, componenten van warmtewisselaars en pijpleidingen van installaties. Bovendien kunnen siliciumafzettingen bijdragen aan de vorming van biofilms, wat de waterkwaliteit verder kan aantasten en het risico op microbiologische besmetting kan vergroten.
Voor het beheersen van siliciumafzettingen in waterleidingen is een integrale aanpak nodig, inclusief regelmatige monitoring van siliciumniveaus, implementatie van geschikte behandelingstechnologieën en passende waterbehandelingsprotocollen. Een manier om silicaataanslag te bestrijden is door de pH van het water aan te passen, maar dit proces is vrij duur en verergert andere vormen van anorganische afzetting, zoals gips en calciet. Het gebruik van silicaatremmende polymeren als antiscalants is relatief nieuw.
Een interessant gegeven is dat 80% van ons drinkwater thuis wordt verbruikt. Daar ligt een enorme uitdaging, maar ook een kans om echt verschil te maken. Door slimmer om te gaan met de distributie van water, kunnen we helpen om het verbruik te verminderen zonder dat we daar veel van merken. Dit zou niet alleen helpen om onze waterbronnen te sparen, maar ook de druk op het systeem tijdens droge perioden verlagen.
Dit gaat verder dan alleen maar korter douchen; het gaat om een bewuste verandering in ons dagelijks leven om ervoor te zorgen dat er genoeg water is voor iedereen. Iemand iets gunnen. Beginnen met het nadenken over de oplossingen menukaart ook met water zoals we dat met energie doen - waar kunnen we besparen, hoe kunnen we efficiënter zijn, en hoe kunnen we ons aanpassen aan nieuwe omstandigheden?
Er is geen eenduidige oplossing voor het probleem, en additionele productie levert ons op langere termijn niets op. Misschien is het tijd om deze uitdaging aan te gaan en te kijken naar hoe we thuis ons watergebruik kunnen optimaliseren.