Studiul a produs un nou material care ar putea adsorbi aer și de apă poluanți și ar putea fi o alternativă durabilă la costuri reduse la carbonul activ utilizat în prezent
Poluare ne face a planetei teren, de apă, aerul și alți constituenți ai mediului murdar, nesigur și nepotriviți pentru utilizare. Poluare este cauzată de introducerea sau intrarea artificială a unui(lor) contaminant(i) într-un mediu natural. Poluare este de diferite tipuri; exemplu teren Poluare este cauzată în principal de deșeurile menajere sau gunoiul și deșeurile industriale ale companiilor comerciale. Apă Poluare este cauzată de introducerea unor substanţe străine în de apă includ produse chimice, canalizare de apă, pesticide și îngrășăminte sau metale precum mercurul. Poluarea aerului este cauzată de particulele din aer de la arderea combustibililor, cum ar fi funinginea, care conțin milioane de particule minuscule care plutesc în aer. Un alt tip comun de poluare a aerului sunt gazele periculoase, cum ar fi dioxidul de sulf, monoxidul de carbon, oxizii de azot și vaporii chimici. poluarea aerului poate lua și forma gazelor cu efect de seră (cum ar fi dioxidul de carbon sau dioxidul de sulf) și ajută la încălzirea planetă prin efect de seră. Un alt tip de poluare este poluarea fonică atunci când sunetul provenit din avioane, industrie sau alte surse atinge niveluri dăunătoare.
În ciuda eforturilor majore care au fost depuse în ultimii ani pentru curățarea mediului, poluarea rămâne o problemă majoră și prezintă riscuri continue pentru sănătate, afectând 200 de milioane de oameni din întreaga lume. Problemele sunt, fără îndoială, cele mai mari în lumea în curs de dezvoltare, unde sursele tradiționale de poluare, cum ar fi emisiile industriale, salubritatea necorespunzătoare, gestionarea inadecvată a deșeurilor, contaminarea de apă rezervele și expunerea la poluarea aerului din interior din combustibili din biomasă afectează un număr mare de oameni. Cu toate acestea, chiar și în țările dezvoltate, poluarea mediului persistă, mai ales în rândul sectoarelor mai sărace ale societății. Deși riscurile sunt în general mai mari în țările în curs de dezvoltare, unde sărăcia, constrângerile economice pentru adoptarea tehnologiei și legile de mediu slabe se combină pentru a provoca niveluri ridicate de poluare. Acest risc este agravat în continuare de nesigure de apă, salubritate precară, igienă precară și poluare a aerului interior. Poluarea are efecte dăunătoare asupra copiilor nenăscuți și în creștere, iar speranța de viață poate fi de până la 45 de ani din cauza cancerelor și a altor boli. Poluarea aerului și apei este un ucigaș tăcut și se crede că ne afectează negativ planetă și la rândul său omenirea. Aerul pe care îl respirăm are o compoziție chimică foarte definită, care este 99% din azot, oxigen, vapori de apă și gaze inerte. Poluarea aerului apare atunci când lucruri care nu sunt adăugate în mod normal în aer. Particulele – particule solide și picături lichide găsite în aer și emise de centrale electrice, industrie, automobile și incendii – sunt acum omniprezente în orașe și chiar în zonele suburbane. De asemenea, milioane de tone de efluenți industriali sunt eliberați în lume apă in fiecare an. Atât particulele, cât și coloranții sunt foarte toxici pentru mediu, ecosistem și pentru umanitate.
Sunt utilizate în mod obișnuit diferite metode și proceduri pentru abordarea aerului și de apă poluarea, inclusiv filtrarea, schimbul de ioni, coagularea, descompunerea, adsorbția etc. și fiecare dintre aceste metode prezintă rate diferite de succes. În comparație, adsorbția este considerată cea mai fezabilă datorită faptului că este simplă, ușor de utilizat, are eficiență ridicată, confort de utilizare etc. Dintre diferiții adsorbanți, în reducerea poluării aerului și a deșeurilor de apă, cărbunele activ este cel mai frecvent utilizat adsorbant. Denumit și cărbune activat, este o formă de carbon procesată pentru a avea pori mici, de volum redus, care măresc suprafața disponibilă pentru adsorbție sau reacții chimice. De fapt, cărbunele activ este standardul de aur în adsorbanți. Carbonul are o afinitate naturală pentru organic poluanți precum benzenul, care se leagă de suprafața sa. Dacă „activați” carbonul, adică îl aburiți la 1,800 de grade, se formează pori mici și buzunare care îi măresc suprafața. Pesticidele, cloroformul și alți contaminanți alunecă în găurile acestui fagure și țin bine. De asemenea, nu rămâne carbon în apă după ce a fost tratată complet. Stațiile de tratare a apei din țările în curs de dezvoltare, cum ar fi China și India, folosesc în mod obișnuit cărbune activ. În mod similar, cărbunele activ are proprietăți speciale care ajută la îndepărtarea compușilor volatili, mirosurilor și a altor poluanți gazoși din aer. Modul în care funcționează este destul de simplu. Există câteva dezavantaje ale cărbunelui activat, în primul rând este foarte scump și are o durată de valabilitate foarte scurtă, deoarece poate fi folosit doar până când porii se umplu - de aceea trebuie să schimbați filtrul din când în când. De asemenea, cărbunele activ este greu de regenerat, iar eficiența lui scade în timp. Nu sunt eficienți în îndepărtarea acelor contaminanți care fie nu sunt atrași de carbon sau bacterii și viruși patogene.
O alternativă economică și durabilă
Într-un studiu recent publicat în Frontiere în chimie, cercetătorii au creat un material accesibil, cu costuri reduse și durabil, pentru combaterea poluării aerului și apei. Acest nou material poros „verde” este produs din deșeuri solide și abundent organic polimerii naturali arată foarte promițător în ceea ce privește absorbția poluanților în apele uzate și aer, în comparație cu cărbunele activ și este etichetat ca o „alternativă economică”. Acest nou adsorbant „verde” este o combinație între o materie primă abundentă în mod natural – o polizaharidă numită alginat de sodiu, care poate fi extrasă din alge marine și alge – cu un produs secundar industrial – fumul de silice (subprodus din prelucrarea aliajului de siliciu metalic). A fost sintetizat foarte ușor și consolidat prin proprietățile de gelificare ale alginatului și prin descompunerea porozității controlate de bicarbonat de sodiu la temperaturi scăzute la diferite lungimi de scară. Pentru testarea poluării apelor uzate, a fost folosit un colorant albastru ca poluant model. S-a văzut că noul material hibrid a adsorbit și a îndepărtat colorantul cu o eficiență de aproximativ 94 la sută, ceea ce a fost foarte încurajator. Chiar și concentrațiile foarte mari ale acestui colorant au fost îndepărtate. Acest material a arătat capacități încurajatoare de captare a particulelor din gazele de eșapament diesel. Studiul condus de Dr.ElzaBontempi de la Universitatea din Brescia, Italia, concluzionează că acest material a putut înlocui foarte eficient cărbunele activ în capacitatea sa de a capta atât particulele fine din aer, cât și organic poluanții din apele uzate reducând astfel poluarea.
Aceasta este o muncă interesantă, deoarece acest nou material este produs într-o manieră foarte inovatoare și ieftină din polimeri abundenți în mod natural și deșeuri industriale secundare care oricum sunt întotdeauna aruncate. Acest nou material fiind denumit „organic-hibrid anorganic” nu este doar un cost redus, este, de asemenea, durabil și regenerabil și ar putea de fapt să înlocuiască carbonul activat și să devină o alegere preferată. A consumat chiar mai puțină energie atunci când a fost produs (energia „încorporată”) și, astfel, lasă o amprentă de carbon mult mai mică. Acest material este, de asemenea, auto-stabilizator și nu necesită un tratament termic la temperaturi ridicate și, de asemenea, poate fi extins pentru diferite experimente. Testele în desfășurare indică, în plus, că poate fi depozitat în condiții ambientale și că devine mai stabil în timp, fără a se degrada deloc. Astfel, este extrem de versatil și ar putea avea o gamă largă de aplicații în filtrarea aerului și a apei. Acest lucru generează o speranță uriașă pentru combaterea poluării aerului și a apei și pentru protejarea mamei pământ, precum și a omenirii.
***
{Puteți citi lucrarea originală de cercetare făcând clic pe linkul DOI de mai jos în lista surselor citate}
Sursa (s)
Zanoletti A și colab. 2019. Un nou material hibrid poros derivat din fum de silice și alginat pentru reducerea durabilă a poluanților. Frontiere în chimie. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060
