Lo studio ha prodotto un nuovo materiale che potrebbe assorbire aria e acqua inquinanti e potrebbe rappresentare un’alternativa sostenibile a basso costo al carbone attivo attualmente utilizzato.
Inquinamento fa il nostro pianeta terra, acqua, aria e altri componenti dell'ambiente sporchi, non sicuri e inadatti all'uso. Inquinamento è causato dall'introduzione artificiale o dall'ingresso di uno o più contaminanti in un ambiente naturale. Inquinamento è di vario tipo; terreno ad esempio inquinamento è causato principalmente dai rifiuti domestici o dai rifiuti e dai rifiuti industriali delle società commerciali. Acqua inquinamento è causato dall'introduzione di sostanze estranee acqua includere prodotti chimici, liquami acqua, pesticidi e fertilizzanti o metalli come il mercurio. L'inquinamento atmosferico è causato da particelle presenti nell'aria derivanti dalla combustione di combustibili, come la fuliggine, contenenti milioni di minuscole particelle che fluttuano nell'aria. Un altro tipo comune di inquinamento atmosferico sono i gas pericolosi, come il biossido di zolfo, il monossido di carbonio, gli ossidi di azoto e i vapori chimici. Inoltre, inquinamento dell'aria possono anche assumere la forma di gas serra (come anidride carbonica o anidride solforosa) e favorire il riscaldamento del nostro pianeta pianeta attraverso l’effetto serra. Un altro tipo di inquinamento è l'inquinamento acustico, quando il suono proveniente dagli aerei, dall'industria o da 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, le scarse strutture igienico-sanitarie, la gestione inadeguata dei rifiuti, i rifiuti contaminati, acqua l’approvvigionamento e l’esposizione all’inquinamento dell’aria interna derivante dai 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 deboli leggi ambientali si combinano per causare elevati livelli di inquinamento. Questo rischio è ulteriormente aggravato dalla pericolosità acqua, 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 scendere fino a 45 anni a causa del cancro e di altre malattie. Inquinamento atmosferico e idrico è un killer silenzioso e si ritiene possa influire negativamente sul nostro pianeta e a sua volta l'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, milioni di tonnellate di effluenti industriali vengono rilasciati nel mondo acque ogni anno. Sia il particolato che i coloranti sono altamente tossici per l’ambiente, l’ecosistema e l’umanità.
Vari metodi e procedure vengono abitualmente utilizzati per affrontare l'aria e acqua inquinamento, compresa la filtrazione, lo scambio ionico, la coagulazione, la decomposizione, l'adsorbimento, ecc. E ciascuno di questi metodi mostra tassi di successo diversi. Se confrontato, l'adsorbimento è considerato il più fattibile perché è semplice, facile da usare, ha un'elevata efficienza, praticità d'uso, ecc. Tra i vari adsorbenti, nell'abbattimento dell'inquinamento dell'aria e dei rifiuti acqua, il carbone attivo è l'adsorbente più comunemente utilizzato. Chiamato anche carbone attivo, è una forma di carbone lavorato per avere pori piccoli e di basso volume che aumentano la superficie disponibile per l'adsorbimento o le reazioni chimiche. In effetti, il carbone attivo è il gold standard negli adsorbenti. Il carbonio ha un'affinità naturale per biologico inquinanti come il benzene, che si legano alla sua superficie. Se si “attiva” il carbone, cioè lo si vaporizza a 1,800 gradi, si formano piccoli pori e tasche che ne aumentano la superficie. Pesticidi, cloroformio e altri contaminanti scivolano nei fori di questo nido d'ape e vi si trattengono. Inoltre, non rimane carbonio nell'acqua una volta che è stata completamente trattata. Gli impianti di trattamento dell'acqua nei paesi in via di sviluppo come Cina e India utilizzano abitualmente carbone attivo. Allo stesso modo, il carbone attivo ha proprietà speciali che aiutano a rimuovere dall’aria composti volatili, odori e altri inquinanti gassosi. Il modo in cui funziona è abbastanza semplice. Ci sono alcuni svantaggi del carbone attivo, in primo luogo è molto costoso e ha una durata di conservazione molto breve poiché può essere utilizzato solo fino a quando i suoi pori non si riempiono, motivo per cui è necessario cambiare il filtro di tanto in tanto. Inoltre il carbone attivo è difficile da rigenerare e la sua efficacia diminuisce nel tempo. Non sono efficaci nel rimuovere i contaminanti che non sono attratti dai carboni o dai batteri e virus patogeni.
Un'alternativa economica e sostenibile
In un recente studio pubblicato in Frontiere della chimica, i ricercatori hanno creato un materiale economico, sostenibile e a basso costo per affrontare l'inquinamento dell'aria e dell'acqua. Questo nuovo materiale poroso “verde” prodotto da rifiuti solidi e abbondanti biologico I polimeri naturali sembrano molto promettenti in termini di assorbimento degli inquinanti nelle acque reflue e nell’aria rispetto al carbone attivo e vengono etichettati come “alternativa economica”. Questo nuovo adsorbente “verde” è una combinazione di una materia prima naturalmente abbondante – un polisaccaride chiamato alginato di sodio che può essere estratto da alghe e alghe marine – con un sottoprodotto industriale – il fumo di silice (sottoprodotto della lavorazione della lega metallica di silicio). È stato sintetizzato molto facilmente e consolidato dalle proprietà gelificanti dell'alginato e dalla decomposizione della porosità controllata dal bicarbonato di sodio a basse temperature a diverse lunghezze di scala. Per i test sull'inquinamento delle acque reflue è stato utilizzato un colorante blu come inquinante modello. Si è visto che il nuovo materiale ibrido ha assorbito e rimosso il colorante con un'efficienza di circa il 94%, il che è stato molto incoraggiante. Sono state rimosse anche concentrazioni molto elevate di questo colorante. Questo materiale ha mostrato capacità incoraggianti di intrappolare il particolato proveniente dai fumi di scarico diesel. Lo studio condotto dalla Dott.ssa Elza Bontempi dell'Università di Brescia, Italia, conclude che questo materiale è in grado di sostituire il carbone attivo in modo molto efficiente nella sua capacità di catturare sia il particolato fine nell'aria che anche biologico inquinanti nelle acque reflue riducendo così l'inquinamento.
Si tratta di un lavoro entusiasmante, poiché questo nuovo materiale è prodotto in un modo molto innovativo ed economico da polimeri naturalmente abbondanti e da sottoprodotti di scarto industriale che vengono comunque sempre scartati. Questo nuovo materiale viene definito “biologico-ibrido inorganico” non solo è a basso costo, è anche sostenibile e rigenerabile e potrebbe effettivamente sostituire il carbone attivo e diventare la scelta preferita. Ha anche consumato meno energia durante la produzione (l’energia “incorporata”) e quindi lascia un’impronta di carbonio molto inferiore. Questo materiale è anche autostabilizzante e non richiede un trattamento termico ad alte temperature e può anche essere ampliato per diverse sperimentazioni. I test in corso indicano inoltre che può essere conservato a condizioni ambientali e diventa solo più stabile nel tempo senza degradarsi affatto. Pertanto, è altamente versatile e potrebbe avere un'ampia gamma di applicazioni nella filtrazione dell'aria e dell'acqua. Ciò genera grandi speranze per combattere l’inquinamento dell’aria e dell’acqua e proteggere la madre terra e l’umanità.
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Riferimenti:
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
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