Every summer, my family and I travel across the world, 3,000 miles away to the culturally diverse country of India. Now, India is a country infamous for its scorching heat and humidity. For me, the only relief from this heat is to drink plenty of water. Now, while in India, my parents always remind me to only drink boiled or bottled water, because unlike here in America, where I can just turn on a tap and easily get clean, potable water, in India, the water is often contaminated. So my parents have to make sure that the water we drink is safe.
כל קיץ משפחתי ואני נוסעים סביב העולם, 5000 קילומטר למדינה המגוונת תרבותית, הודו. עכשיו הודו ידועה לשמצה בשל החום הלוהט שלה והלחות. עבורי המפלט היחיד מהחום הוא שתיית מים מרובה. עכשיו, בזמן השהות בהודו, הורי תמיד מזכירים לי לשתות רק מים רתוחים או מבקבוקים, כי בניגוד למצב כאן באמריקה, שאני יכולה לפתוח את הברז ולקבל בקלות מים נקיים מתאימים לשתיה, בהודו המים בדרך כלל מזוהמים. אז ההורים שלי מוודאים שהמים שאנחנו שותים, בטוחים.
However, I soon realized that not everyone is fortunate enough to enjoy the clean water we did. Outside my grandparents' house in the busy streets of India, I saw people standing in long lines under the hot sun filling buckets with water from a tap. I even saw children, who looked the same age as me, filling up these clear plastic bottles with dirty water from streams on the roadside. Watching these kids forced to drink water that I felt was too dirty to touch changed my perspective on the world. This unacceptable social injustice compelled me to want to find a solution to our world's clean water problem. I wanted to know why these kids lacked water, a substance that is essential for life. And I learned that we are facing a global water crisis.
עם זאת, מהר מאוד הבנתי שלא כולם בני מזל ויכולים להנות ממים נקיים כמונו. מחוץ לבית סבי ברחובות ההומים של הודו, ראיתי אנשים עומדים בתורים ארוכים תחת השמש הקופחת ממלאים דליים עם מים מהברז. אפילו ראיתי ילדים, שנראים בגילי, ממלאים בקבוקי פלסטיק עם מים מלוכלכים מנחלים לאורך הכביש. כשהסתכלתי על הילדים הללו שנאלצים לשתות מים שנראו לי מלוכלכים מדי אפילו למגע, שיניתי את הסתכלותי על העולם. אי הצדק החברתי הזה היה בלתי מתקבל וזה גרם לי לרצות למצוא פתרון לבעייה העולמית של מים נקיים. רציתי לדעת למה לילדים האלו חסרים מים, מרכיב כה חשוב בחיים. ולמדתי שאנו עומדים בפני משבר מים גלובלי,
Now, this may seem surprising, as 75 percent of our planet is covered in water, but only 2.5 percent of that is freshwater, and less than one percent of Earth's freshwater supply is available for human consumption. With rising populations, industrial development and economic growth, our demand for clean water is increasing, yet our freshwater resources are rapidly depleting. According to the World Health Organization, 660 million people in our world lack access to a clean water source. Lack of access to clean water is a leading cause of death in children under the age of five in developing countries, and UNICEF estimates that 3,000 children die every day from a water-related disease.
עכשיו, זה אולי נראה מפתיע, שהרי 75 אחוז מכדור הארץ מכוסה מים, אבל רק 2.5 אחוז הם מים מתוקים, ופחות מאחוז אחד של המים המתוקים בעולם זמינים לצריכת אדם. עם צמיחת האוכלוסין, התפתחות התעשייה וצמיחה כלכלית, הדרישה שלנו למים נקיים גדלה, אך מאגרי המים המתוקים נעלמים במהירות. לפי נתוני ארגון הבריאות הבינלאומי, 660 מיליון אנשים בעולם חסרי גישה למקור מים נקיים. מחסור בגישה למקורות מים נקיים הוא גורם מוביל לתמותה בילדים מתחת לגיל 5 במדינות מתפתחות, UNICEF מעריכים כי 3000 ילדים מתים כל יום ממחלה הקשורה למים.
So after returning home one summer in eighth grade, I decided that I wanted to combine my passion for solving the global water crisis with my interest in science. So I decided that the best thing to do would be to convert my garage into a laboratory.
אז אחרי שחזרתי הביתה, בקיץ של כיתה ח׳, החלטתי שאני רוצה לשלב את התשוקה שלי לפתרון משבר המים העולמי עם העניין שלי במדע. והחלטתי שהדבר הכי טוב לעשות זה להפוך את המוסך שלי למעבדה.
(Laughter)
(צחוק)
Actually, at first I converted my kitchen into a laboratory, but my parents didn't really approve and kicked me out.
האמת היא שקודם כל המרתי את המטבח למעבדה, אבל הורי לא ממש אישרו, וגירשו אותי החוצה.
I also read a lot of journal papers on water-related research, and I learned that currently in developing countries, something called solar disinfection, or SODIS, is used to purify water. In SODIS, clear plastic bottles are filled with contaminated water and then exposed to sunlight for six to eight hours. The UV radiation from the sun destroys the DNA of these harmful pathogens and decontaminates the water. Now, while SODIS is really easy to use and energy-efficient, as it only uses solar energy, it's really slow, as it can take up to two days when it's cloudy. So in order to make the SODIS process faster, this new method called photocatalysis has recently been used.
גם קראתי המון מחקרים הקשורים במים, ולמדתי שכרגע במדינות מתפתחות, משהו הקרוי חיטוי סולארי, או SODIS, נמצא בשימוש לחיטוי מים. ב-SODIS, בקבוקי פלסטיק שקופים ממולאים במים מזוהמים ואז נחשפים לשמש לשש עד שמונה שעות. קרינת האולטרה סגול מהשמש משמידה את ה-DNA של הפתוגנים המזיקים האלה ומטהרת את המים. עכשיו, בעוד SODIS באמת קלה לשימוש ויעילה אנרגטית, כי היא משתמשת רק באנרגיה סולארית, זה באמת איטי, מאחר וזה יכול לקחת עד יומיים כשמעונן. אז כדי להאיץ את תהליך SODIS, משתמשים לאחרונה בשיטה חדשה שנקראת פוטוקטליזם.
So what exactly is this photocatalysis? Let's break it down: "photo" means from the sun, and a catalyst is something that speeds up a reaction. So what photocatalysis is doing is it's just speeding up this solar disinfection process. When sunlight comes in and strikes a photocatalyst, like TiO2, or titanium dioxide, it creates these really reactive oxygen species, like superoxides, hydrogen peroxide and hydroxyl radicals. These reactive oxygen species are able to remove bacteria and organics and a whole lot of contaminants from drinking water.
אז מה זה בדיוק פוטוקטליזם? בואו נפרק את זה: "פוטו" משמעו מהשמש, והקטליסט הוא משהו שמאיץ את התגובה. אז מה שפוטוקטליזם עושה זה רק להאיץ את תהליך החיטוי של השמש. כשאור השמש מגיע ופוגע בפוטוקטליסט, כמו TiO2, או דו תחמוצת הטיטניום, זה יוצר מינים מאוד פעילים של חמצן, כמו סופר אוקסידים, מי חמצן ורדיקלים של הידרוקסיל. מיני החמצן הפעילים האלה מסוגלים להסיר בקטריות וחומרים אורגניים והרבה מזהמים ממי שתיה.
But unfortunately, there are several disadvantages to the way photocatalytic SODIS is currently deployed. See, what they do is they take the clear plastic bottles and they coat the inside with this photocatalytic coating. But photocatalysts like titanium dioxide are actually commonly used in sunscreens to block UV radiation. So when they're coated on the inside of these bottles, they're actually blocking some of the UV radiation and diminishing the efficiency of the process. Also, these photocatalytic coatings are not tightly bound to the plastic bottle, which means they wash off, and people end up drinking the catalyst. While TiO2 is safe and inert, it's really inefficient if you keep drinking the catalyst, because then you have to continue to replenish it, even after a few uses.
אבל למרבה הצער, יש כמה חסרונות לדרך בה משתמשים היום ב- SODIS פוטוקטליסטי. מה שהם עושים זה לקחת את בקבוקי הפלסטיק השקופים שלהם והם מצפים מבפנים ציפוי פוטוקטליטי. אבל פוטוקטליסטים כמו דו תחמוצת טיטניום משמשים לעיתים קרובות בקרם הגנה כדי לחסום קרינת UV. אז כשהם מצופים בצד הפנימי של הבקבוקים האלה, הם למעשה חוסמים חלק מקרינת ה-UV ומפחיתים את יעילות התהליך. כמו כן, הציפוי הפוטוקטליטי לא קשור בחוזקה לבקבוק הפלסטיק, מה שאומר שהם נשטפים, ואנשים בסוף שותים את הקטליסטים. בעוד TiO2 הוא בטוח ולא פעיל, זה באמת לא יעיל אם אתם ממשיכים לשתות את הקטליסט, כי אז אתם צריכים לחדש אותו, אפילו אחרי כמה שימושים.
So my goal was to overcome the disadvantages of these current treatment methods and create a safe, sustainable, cost-effective and eco-friendly method of purifying water. What started off as an eighth grade science fair project is now my photocatalytic composite for water purification. The composite combines titanium dioxide with cement. The cement-like composite can be formed into several different shapes, which results in an extremely versatile range of deployment methods. For example, you could create a rod that can easily be placed inside water bottles for individual use or you could create a porous filter that can filter water for families. You can even coat the inside of an existing water tank to purify larger amounts of water for communities over a longer period of time.
אז המטרה שלי היתה להתגבר על החסרונות האלו של שיטות הטיהור הנוכחיות, וליצור שיטה בטוחה, מקיימת, זולה וידידותית לסביבה לטיהור מים. מה שהתחיל כפרוייקט מדע בכיתה ח', הוא עכשיו תרכובת פוטוקטליטית לטיהור מים. התרכובת משלבת דו תחמוצת הטיטניום עם דבק. התרכובת דמוית הדבק יכולה להתעצב לכמה צורות שונות, והתוצאה היא מגוון מאוד רחב של שיטות הפצה. לדוגמה, תוכלו ליצור מוט שניתן למקם בקלות בתוך בקבוק מים אישי, או שתוכלו ליצור פילטר נקבובי שיכול לסנן מים למשפחות. אתם יכולים אפילו לצפות את פנימו של מיכל מים קיים, כדי לטהר כמויות מים גדולות לקהילות, במשך פרק זמן ארוך יותר.
Now, over the course of this, my journey hasn't really been easy. You know, I didn't have access to a sophisticated laboratory. I was 14 years old when I started, but I didn't let my age deter me in my interest in pursuing scientific research and wanting to solve the global water crisis.
המסע שלי לא באמת היה קל. אתם יודעים, לא היתה לי גישה למעבדה מתוחכמת. הייתי בת 14 כשהתחלתי, אבל לא נתתי לגיל שלי להרתיע אותי בהתעניינות שלי במחקר מדעי וברצון לפתור את משבר המים הגלובלי.
See, water isn't just the universal solvent. Water is a universal human right. And for that reason, I'm continuing to work on this science fair project from 2012 to bring it from the laboratory into the real world. And this summer, I founded Catalyst for World Water, a social enterprise aimed at catalyzing solutions to the global water crisis.
הבינו, מים הם לא רק מֵמֵס עולמי. מים הם זכות אנושית גלובלית. ומהסיבה הזו, אני ממשיכה לעבוד על פרוייקט היריד המדעי הזה מ-2012 כדי להביא אותו מהמעבדה לעולם האמיתי. והקיץ, יסדתי את קטליסט למים עולמיים, מפעל חברתי שמכוון לזירוז פתרונות למשבר המים הגלובלי.
(Applause)
(מחיאות כפיים)
Alone, a single drop of water can't do much, but when many drops come together, they can sustain life on our planet. Just as water drops come together to form oceans, I believe that we all must come together when tackling this global problem.
לבד, טיפת מים אחת לא יכולה לעשות הרבה, אבל כשהרבה טיפות מצטרפות, הן יכולות לקיים חיים על כדור הארץ. ממש כמו שטיפות מים מתאחדות כדי ליצור אוקיינוסים, אני מאמינה שכולנו חייבים להתאחד כשמתמודדים עם הבעיה הגלובלית הזו.
Thank you.
תודה לכם.
(Applause)
(מחיאות כפיים)
Thank you.
תודה לכם.
(Applause)
(מחיאות כפיים)