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.
Családommal minden nyáron elutazunk a Föld túlsó oldalára, majdnem ötezer kilométerre, a kulturálisan sokszínű Indiába. India hírhedten az extrém hőség és páratartalom országa. Számomra enyhülést e hőségben egyedül az ad, ha rengeteg vizet iszom. Indiában szüleim mindig emlékeztetnek, hogy csak forralt vagy palackozott vizet igyam, mert – Amerikával ellentétben, ahol a csapból könnyedén tiszta ivóvízhez jutok –, Indiában a víz gyakran szennyezett. Ezért szüleimnek meg kell győződniük, hogy ivóvizünk biztonságos-e.
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.
De hamar megértettem, hogy nem mindenki oly szerencsés, mint mi, hogy a tiszta vizet élvezhesse. Nagyszüleim háza előtt, India forgalmas utcáin láttam, ahogy az emberek hosszú sorokban állnak a tűző napon, hogy vödreiket csapvízzel tölthessék meg. Még gyerekeket is láttam, akik velem egyidősek lehettek, amint műanyag palackokat töltöttek piszkos vízzel az útszéli patakokból. Ahogy elnéztem ezeket a gyerekeket, akik olyan koszos vizet kénytelenek inni, amihez én hozzá sem akartam érni, megváltozott a világképem. Ez az elfogadhatatlan társadalmi igazságtalanság arra késztetett, hogy megoldást találjak a világ tisztavíz-problémájára. Tudni akartam, miért szűkölködnek ezek a gyerekek vízben, ebben a létfontosságú elemben. Megértettem, hogy víz-világválsággal nézünk szembe.
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.
Ez talán meglepően hangzik, hiszen bolygónk 75%-át víz borítja, de ennek csupán 2,5 százaléka édesvíz, és a Föld édesvízkészletének kevesebb mint 1%-a érhető el emberi fogyasztásra. A növekvő népesség, az ipari fejlődés és a gazdasági gyarapodás tisztavíz-igényünk növekedésével jár, ám eközben édesvízkészleteink gyorsan fogynak. Az Egészségügyi Világszervezet szerint Földünkön 660 millió ember nem jut tisztavíz-forráshoz. A tiszta víz hiánya vezető halálozási ok a fejlődő országok öt év alatti korosztályában. Az UNICEF becslése szerint naponta 3 000 gyermek hal meg vízzel összefüggő fertőzésben.
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.
Úgyhogy nyolcadikos koromban egy nyáron hazaérve elhatároztam, hogy összekötöm tudományos érdeklődésemet a víz-világválság megoldására irányuló elhivatottságommal. Ezért úgy döntöttem, hogy a legjobb lesz, ha garázsunkat laboratóriummá alakítom.
(Laughter)
(Nevetés)
Actually, at first I converted my kitchen into a laboratory, but my parents didn't really approve and kicked me out.
Igazából először a konyhát alakítottam át laborrá, de a szüleim ezt nem nézték jó szemmel, és kiraktak onnan.
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.
Rengeteg folyóiratcikket is elolvastam víz témájú kutatásokról, és megtudtam, hogy jelenleg a fejlődő országokban a napsugárzásos fertőtlenítést, azaz a SODIS-t használják víztisztításra. A SODIS során átlátszó műanyag palackokat töltenek meg szennyezett vízzel, majd hat-nyolc órára kiteszik őket a napra. A Napból érkező UV-sugárzás elpusztítja a kórokozók DNS-ét, és fertőtleníti a vizet. Bár a SODIS valóban nagyon egyszerűen használható és energiatakarékos, mivel csak napenergiát használ, a folyamat nagyon lassú, mivel felhős időben akár két napig is eltarthat. A SODIS-folyamat meggyorsítására egy új módszert, a fotokatalízist kezdték alkalmazni napjainkban.
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.
Mi pontosan a fotokatalízis? Bontsuk le: a "foto" a "Napból jövő"-t jelent, a katalizátor pedig valami, ami felgyorsít egy reakciót. Tehát a fotokatalízis felgyorsítja a szolár dezinfekciót. Amikor a napfény beérkezik és nekiütközik egy fotokatalizátornak, pl. a TiO₂-nak, azaz titán-dioxidnak, igen reakcióképes oxigénformák jönnek létre, mint a peroxidok, a hidrogén-peroxid és a hidroxilgyökök. Ezek a reakcióképes oxigénformák képesek az ivóvízből eltávolítani a baktériumokat, szerves anyagokat, és egy csomó szennyezőanyagot.
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.
Sajnos, van több hátulütője is annak, ahogy napjainkban a fotokatalitikus SODIS-t alkalmazzák. Az átlátszó műanyag palack belsejét bevonják a fotokatalitikus réteggel. De a fotokatalizátorokat, mint pl. a titán-dioxidot fényvédőkben szokták használni az UV-sugárzás elleni védelemre. Így amikor ezeknek a palackoknak a belsejét bevonják vele, az UV-sugárzást részben elzárják, ezzel csökken a folyamat hatékonysága. Ráadásul, a fotokatalitikus bevonatok nem kötnek erősen a műanyag palackhoz, ami azt jelenti, hogy lemosódnak, és végül megisszuk a katalizátort. Bár a TiO₂ biztonságos és ártalmatlan, nem hatékony, ha mindig megisszuk a katalizátort, mert így a réteget folyton meg kell újítani, akár már néhány használat után.
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.
Így a célom az volt, hogy leküzdjem a jelenlegi kezelési módszerek hátrányait, és biztonságos, fenntartható, költséghatékony és környezetbarát víztisztítási módszert hozzak létre. Ami nyolcadik osztályos TDK-projektnek indult, ma az én fotokatalitikus kompozitom víztisztításhoz. Az anyag titán-dioxidból és cementből áll. A cementszerű kompozitnak különböző alak adható, ami változatos alkalmazást eredményez. Például lehet belőle formálni rudat, ami könnyen behelyezhető vizes palackokba, vagy létre lehet hozni porózus szűrőt, ami családoknak szűri meg a vizet. Be lehet vonni meglévő lakossági víztartály belsejét is nagyobb mennyiségű víz hosszabb időn át folyó tisztításához.
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.
Az idáig vezető utam nem volt túl könnyű. Nem jutottam korszerű laboratóriumhoz. 14 éves voltam, amikor belekezdtem, de nem hagytam, hogy a korom eltántorítson tudományos kutatói szándékomtól, hogy meg akarjam oldani a víz-világválságot.
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.
A víz nem csupán univerzális oldószer. A víz univerzális emberi jog. Ezért dolgozom ezen a tudományos kutatómunkán 2012 óta, hogy a laboratóriumból átültessem a gyakorlatba. A nyáron megalapítottam a "Katalizátor a világ vizéért" elnevezésű szociális vállalkozást a víz-világválság megoldásának katalizálására.
(Applause)
(Taps)
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.
Egyetlen vízcsepp egyedül nem sokat tehet, de ha sok csepp összegyűlik, fenntarthatják az életet bolygónkon. Ahogy a vízcseppek, ha összegyűlnek, óceánt alkotnak, hiszem, hogy mi mind össze kell fogjunk, amikor e világproblémával küzdünk.
Thank you.
Köszönöm.
(Applause)
(Taps)
Thank you.
Köszönöm.
(Applause)
(Taps)