Lo studio ha prodotto un nuovo materiale che potrebbe assorbire gli inquinanti dell'aria e dell'acqua e potrebbe essere un'alternativa sostenibile a basso costo al carbone attivo attualmente utilizzato
Inquinamento rende la terra, l'acqua, l'aria e altri componenti dell'ambiente del nostro pianeta sporchi, pericolosi e inadatti all'uso. Inquinamento è causato dall'introduzione artificiale o dall'ingresso di uno o più contaminanti in un ambiente naturale. L'inquinamento è di vario tipo; esempio, l'inquinamento del suolo è causato principalmente dai rifiuti domestici o dai rifiuti e dai rifiuti industriali delle società commerciali. L'inquinamento dell'acqua è causato dall'introduzione di sostanze estranee nell'acqua, tra cui sostanze chimiche, acque reflue, pesticidi e fertilizzanti o metalli come il mercurio. L'inquinamento atmosferico è causato da particelle nell'aria provenienti da combustibili bruciati, come la fuliggine, contenente milioni di minuscole particelle che fluttuano nell'aria. Un altro tipo comune di inquinamento atmosferico sono i gas pericolosi, come anidride solforosa, monossido di carbonio, ossidi di azoto e vapori chimici. Inoltre, inquinamento dell'aria possono anche assumere la forma di gas serra (come l'anidride carbonica o l'anidride solforosa) e favorire il riscaldamento del nostro pianeta attraverso l'effetto serra. Un altro tipo di inquinamento è l'inquinamento acustico quando il suono proveniente da aerei, industrie o altre fonti raggiunge livelli dannosi.
Nonostante i grandi sforzi compiuti negli ultimi anni per ripulire l'ambiente, l'inquinamento rimane un grave problema e pone continui rischi per la salute, colpendo 200 milioni di persone in tutto il mondo. I problemi sono innegabilmente maggiori nei paesi in via di sviluppo, dove le fonti tradizionali di inquinamento come le emissioni industriali, i servizi igienici inadeguati, la gestione inadeguata dei rifiuti, le forniture di acqua contaminata e l'esposizione all'inquinamento dell'aria interna da combustibili da biomassa colpiscono un gran numero di persone. Anche nei paesi sviluppati, tuttavia, l'inquinamento ambientale persiste, soprattutto tra i settori più poveri della società. Sebbene i rischi siano generalmente più elevati nei paesi in via di sviluppo, dove la povertà, i vincoli economici per l'adozione della tecnologia e le leggi ambientali deboli si combinano per causare alti livelli di inquinamento. Questo rischio è ulteriormente aggravato da acqua non sicura, scarsa igiene, scarsa igiene e inquinamento dell'aria interna. L'inquinamento ha effetti dannosi sui bambini non ancora nati e in crescita e l'aspettativa di vita può arrivare fino a 45 anni a causa di tumori e altre malattie. Inquinamento atmosferico e idrico è un killer silenzioso e si pensa che abbia un effetto negativo sul nostro pianeta e, di conseguenza, sull'umanità. L'aria che respiriamo ha una composizione chimica ben definita che è composta per il 99% da azoto, ossigeno, vapore acqueo e gas inerti. L'inquinamento atmosferico si verifica quando cose che normalmente non vengono aggiunte all'aria. Il particolato – particelle solide e goccioline liquide presenti nell’aria ed emesse da centrali elettriche, industrie, automobili e incendi – è ormai onnipresente nelle città e persino nelle aree suburbane. Inoltre, ogni anno milioni di tonnellate di effluenti industriali vengono rilasciati nelle acque di tutto il mondo. Sia il particolato che i coloranti sono altamente tossici per l’ambiente, l’ecosistema e l’umanità.
Various methods and procedures are routinely used for tackling air and water pollution, including filtration, ion-exchange, coagulation, decomposition, adsorptionetc and each of these methods exhibit different rates of success. When compared, adsorption is considered most feasible because of being simple, easy to operate, having high efficiency, convenience to use etc. Among the various adsorbents, in pollution abatement of air and waste water, activated carbon is the most commonly used adsorbent. Also called activated charcoal, itis a form of carbon processed to have small, low-volume pores that increase the surface area available for adsorption or chemical reactions. In fact, activated carbon is the gold standard in adsorbents. Carbon has a natural affinity for biologico pollutants like benzene, which bind to its surface. If you “activate” carbon i.e. steam it at 1,800 degreesit forms little pores and pockets that increase its surface area. Pesticides, chloroform, and other contaminants slide into the holes of this honeycomb and hold fast.Also, no carbon remains in the water once it’s been thoroughly treated.Water treatment plants in developing countries like China and India routinely use activated carbon. Similarly, activated carbon has special properties which help in removing volatile compounds, odours, and other gaseous pollutants from the air. The way it works is quite straightforward. There are a few downsidesof activated carbon, firstly it is very expensive and has a very short shelf life as it can only be used until its pores fill up – which is why you have to change the filterfrom time to time. Activated carbon is also difficult to regenerate and its effectiveness decreases over time. They are not effective at removing those contaminants which are either not attracted to carbons or pathogenic bacteria and viruses.
Un'alternativa economica e sostenibile
In un recente studio pubblicato in Frontiere della chimica, researchers have a created an affordable low-cost and sustainable material for tackling air and water pollution. This new “green” porous material produced from solid wastes and abundant biologico natural polymers looks very promising in terms of adsorbing pollutants in wastewater and airwhen compared to activated carbon and is being labelled as an “economical alternative”. This new “green” adsorbent is a combination of a naturally abundant raw material – a polysaccharide called sodium alginate which can be extracted from seaweed and algae–with an industrial by product – silica fume (by product of silicon metal alloy processing). It was synthesised very easily and consolidated by the gelling properties of alginate and by decomposition of sodium-bicarbonate controlled porosity at low temperatures at different scale lengths. For testing in the wastewater pollution, a blue dye was used as a model pollutant. It was seen that the new hybrid material adsorbed and removed the dye with efficiency of about 94 percent, which was very encouraging. Even very high concentrations of this dye were removed. This material displayed encouraging capabilities for trapping particulate matter from diesel exhaust fume. The study led by Dr.ElzaBontempi from the University of Brescia, Italy, concludes that this material was able to replace activated carbon very efficiently in its capability to capture both fine particulate matter in air and also biologico pollutants in wastewater thus cutting down on the pollution.
This is exciting work, as this new material is produced in a very innovative and inexpensive manner from naturally abundant polymers and industrial waste by-product which is anyway is always discarded. This new material being termed as an “biologico-inorganic hybrid” is not only low cost, it’s also sustainable and regenerable and could actually displace the activated carbon and become a preferred choice. It even consumed less energy when being produced (the “embodied” energy) and thus leaves a much lower carbon footprint. This material is also self-stabilizing and does not require a thermal treatment at high temperatures and also can be scaled up for different experimentation. Ongoing tests further indicate that it can be stored at ambient conditions and it only becomes more stable over time while not degrading at all. Thus, its highly versatile and could have a wide range of applications in air and water filtration. This generates huge hope for combating air and water pollution and protecting mother earth as well as mankind.
***
{Puoi leggere il documento di ricerca originale facendo clic sul collegamento DOI indicato di seguito nell'elenco delle fonti citate}
Fonte (s)
Zanoletti A et al. 2019. Un nuovo materiale ibrido poroso derivato dai fumi di silice e dall'alginato per una riduzione sostenibile degli inquinanti. Frontiere della chimica. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060
