Eliminación de perclorato del suelo de la superficie de Marte

Se sabe que hay mucho perclorato contenido en la superficie del suelo de Marte.

Pero, ¿podríamos sacar la parte tóxica y convertirla en plantable?

Si es así, ¿cómo podría hacerse esto de manera práctica en Marte?

Hay varias tecnologías de limpieza , pero es difícil decir cuál sería aplicable para Marte.
El alboroto sobre los percloratos es realmente exagerado. Marte está esencialmente cubierto de polvo de las salinas, por lo que su primer paso en la construcción del suelo probablemente sería lavar el regolito, ya sea que haya percloratos allí o no. Además de eso, los percloratos no son tan tóxicos en primer lugar, son de corta duración y son médicamente fáciles de tratar. Es probable que los metales pesados ​​y los contaminantes orgánicos persistentes sean un peligro mayor a largo plazo, ya que se acumulan fácilmente en hábitats en gran parte cerrados.

Respuestas (2)

La contaminación por perclorato es un problema en la Tierra. Esencialmente, hay una serie de tratamientos de agua y biorremediación, el proceso de utilizar sistemas biológicos para solucionar el problema.

Aquí hay un resumen detallado de un enfoque efectivo. La respuesta corta es esta:

Los ingenieros saben cómo hacer esto en la Tierra, y es probable que la solución marciana sea una adaptación de una solución conocida.

Wikipedia tiene un buen resumen breve :

Varias tecnologías pueden eliminar el perclorato, mediante tratamientos ex situ e in situ.

Los tratamientos ex situ incluyen intercambio de iones usando resinas selectivas de perclorato o específicas de nitrito, biorremediación usando biorreactores de lecho fluidizado o de lecho empacado, y tecnologías de membrana mediante electrodiálisis y ósmosis inversa. En el tratamiento ex situ mediante intercambio de iones, los contaminantes son atraídos y se adhieren a la resina de intercambio de iones porque tales resinas y los iones de los contaminantes tienen cargas opuestas. A medida que el ion del contaminante se adhiere a la resina, otro ion cargado se expulsa al agua que se está tratando, en la que luego se intercambia el ion por el contaminante. La tecnología de intercambio de iones tiene la ventaja de ser adecuada para el tratamiento de perclorato y el rendimiento de alto volumen, pero tiene la desventaja de que no trata los solventes clorados. Además, se emplea tecnología ex situ de adsorción de carbono en fase líquida,

Los tratamientos in situ, como la biorremediación a través de microbios selectivos de perclorato y la barrera reactiva permeable, también se utilizan para tratar el perclorato. La biorremediación in situ tiene las ventajas de una infraestructura mínima sobre el suelo y su capacidad para tratar solventes clorados, perclorato, nitrato y RDX simultáneamente. Sin embargo, tiene la desventaja de que puede afectar negativamente la calidad del agua secundaria. También se podría utilizar la tecnología de fitorremediación in situ, aunque el mecanismo de fitorremediación con perclorato aún no está completamente fundado.

También vale la pena considerar que, si se ingiere, el efecto sobre la salud de los percloratos es el hipotiroidismo, una afección que se puede tratar, por un lado, simplemente aumentando la ingesta de yodo y, por el otro, con medicamentos. El peligro real es la inhalación, lo que sería una posibilidad real con suelo marciano.
Parece que estas técnicas se utilizan para generar una concentración de perclorato en el rango que normalmente se encuentra en la tierra, básicamente en el rango de ppm. Pero Marte tiene concentraciones más altas; que requerirá una limpieza de varias etapas. Los métodos terrestres mencionados son buenos para las etapas finales, pero la primera etapa necesitará trabajar en niveles más altos. Tenga en cuenta que el método GAC mencionado ya requiere un proceso de dos etapas en la tierra.
@MSalters: no soy ingeniero de biorremediación, pero me pregunto si plantar y cosechar varias generaciones de bambú podría solucionar el problema.
Mi preocupación es que la concentración inicial podría ser demasiado alta, lo que haría que el suelo fuera demasiado tóxico para la mayoría de las plantas complejas. Las bacterias podrían ser más adecuadas. Pero mi primera apuesta sería simplemente calentar el suelo; los percloratos no son tan estables. Sacas oxígeno, que es algo bueno de tener.

Además del tratamiento con perclorato mencionado en la respuesta de @Chris, existen otros métodos que podrían eliminar el perclorato del suelo marciano:

  1. Enjuagar el suelo con agua. El perclorato se disuelve en agua.
  2. Calentamiento del suelo. El perclorato se descompone dando oxígeno como subproducto.
  3. Usando bacterias que comen perclorato que producen oxígeno como un subproducto metabólico. Eso podría proteger a los colonos de problemas de salud graves y al mismo tiempo proporcionar aire respirable.
  4. Replicación del proceso de reducción microbiana de perclorato usando catalizador. Un equipo de científicos descubrió que se puede crear un poderoso catalizador mezclando un fertilizante común llamado molibdato de sodio, un complejo de molibdeno-bipiridina y un catalizador activador de hidrógeno común como el paladio sobre carbón que descompone de manera rápida y eficiente el perclorato en el agua usando gas hidrógeno a temperatura ambiente. temperatura sin combustión involucrada. Puede reducir el 99,99% del perclorato incluso en una concentración mínima.

Referencias

  1. https://skyandtelescope.org/astronomy-news/some-plants-grow-well-in-martian-soil/
  2. https://www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210604122505.htm
  3. Dávila, A., Willson, D., Coates, J. y McKay, C. (2013). Perclorato en Marte: un peligro químico y un recurso para los humanos. Revista Internacional de Astrobiología, 12(4), 321-325. doi: 10.1017/S1473550413000189
¿También es posible hacer ozono y dioxígeno directamente del perclorato? Una capa de ozono marciana podría ayudar a reflejar los dañinos rayos ultravioleta como parte de la Tierra. El ozono también es un gas de calentamiento global y, por lo tanto, contribuye al calentamiento de Marte si la terraformación tiene lugar al mismo tiempo.
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