W wyniku badań powstał nowy materiał, który może adsorbować powietrze i woda zanieczyszczeń i może stanowić tanią, zrównoważoną alternatywę dla obecnie stosowanego węgla aktywnego
Skażenie sprawia, że nasz planeta wylądować, woda, powietrze i inne składniki środowiska zanieczyszczone, niebezpieczne i nienadające się do użytku. Skażenie jest spowodowane sztucznym wprowadzeniem lub przedostaniem się substancji zanieczyszczającej do środowiska naturalnego. Skażenie jest różnego typu; przykładowa ziemia Zanieczyszczenie powodowane jest głównie przez odpady z gospodarstw domowych lub śmieci i odpady przemysłowe produkowane przez przedsiębiorstwa komercyjne. Woda Zanieczyszczenie powstaje w wyniku wprowadzenia substancji obcych woda obejmują chemikalia, ścieki woda, pestycydy i nawozy lub metale takie jak rtęć. Zanieczyszczenie powietrza jest powodowane przez cząsteczki znajdujące się w powietrzu ze spalania paliw, takie jak sadza, zawierające miliony drobnych cząstek unoszących się w powietrzu. Innym powszechnym rodzajem zanieczyszczeń powietrza są niebezpieczne gazy, takie jak dwutlenek siarki, tlenek węgla, tlenki azotu i opary chemiczne. zanieczyszczenie powietrza mogą również przybierać postać gazów cieplarnianych (takich jak dwutlenek węgla lub dwutlenek siarki) i wspomagać ocieplenie naszej planety planeta poprzez efekt cieplarniany. Innym rodzajem zanieczyszczeń jest hałas, gdy dźwięk pochodzący z samolotów, przemysłu lub innych źródeł osiąga szkodliwy poziom.
Pomimo znacznych wysiłków podjętych w ostatnich latach na rzecz oczyszczenia środowiska, zanieczyszczenie pozostaje poważnym problemem i stwarza stałe zagrożenie dla zdrowia, dotykając 200 milionów ludzi na całym świecie. Problemy są niezaprzeczalnie największe w krajach rozwijających się, gdzie tradycyjne źródła zanieczyszczeń, takie jak emisje przemysłowe, złe warunki sanitarne, nieodpowiednia gospodarka odpadami, zanieczyszczone woda zaopatrzenie i narażenie na zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniach spowodowane paliwami z biomasy dotykają dużą liczbę ludzi. Jednak nawet w krajach rozwiniętych zanieczyszczenie środowiska utrzymuje się, zwłaszcza wśród biedniejszych warstw społeczeństwa. Chociaż ryzyko jest na ogół wyższe w krajach rozwijających się, gdzie ubóstwo, ograniczenia ekonomiczne w przyjmowaniu technologii i słabe przepisy dotyczące ochrony środowiska łącznie powodują wysoki poziom zanieczyszczeń. Ryzyko to jest dodatkowo spotęgowane przez ryzyko woda, złe warunki sanitarne, zła higiena i zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniach. Zanieczyszczenia mają szkodliwy wpływ na nienarodzone i rosnące dzieci, a średnia długość życia może wynosić zaledwie 45 lat z powodu nowotworów i innych chorób. Zanieczyszczenie powietrza i wody jest cichym zabójcą i uważa się, że ma niekorzystny wpływ na nasze życie planeta i z kolei ludzkość. Powietrze, którym oddychamy, ma bardzo określony skład chemiczny, który składa się w 99% z azotu, tlenu, pary wodnej i gazów obojętnych. Zanieczyszczenie powietrza ma miejsce, gdy do powietrza nie dodawane są substancje, które normalnie nie są dodawane do powietrza. Cząstki stałe – cząstki stałe i kropelki cieczy występujące w powietrzu i emitowane przez elektrownie, przemysł, samochody i pożary – są obecnie wszechobecne w miastach, a nawet na obszarach podmiejskich. Ponadto na świat przedostają się miliony ton ścieków przemysłowych Wody każdego roku. Zarówno cząstki stałe, jak i barwniki są wysoce toksyczne dla środowiska, ekosystemu i ludzkości.
Rutynowo stosuje się różne metody i procedury zwalczania powietrza i zanieczyszczeń woda zanieczyszczeń, w tym filtrację, wymianę jonową, koagulację, rozkład, adsorpcję itp., a każda z tych metod wykazuje różną skuteczność. Dla porównania, adsorpcję uważa się za najbardziej wykonalną ze względu na prostotę, łatwość obsługi, wysoką wydajność, wygodę stosowania itp. Wśród różnych adsorbentów, w ograniczaniu zanieczyszczeń powietrza i odpadów wodanajczęściej stosowanym adsorbentem jest węgiel aktywny. Nazywany także węglem aktywowanym, jest formą węgla przetworzoną w celu uzyskania małych porów o małej objętości, które zwiększają powierzchnię dostępną dla adsorpcji lub reakcji chemicznych. W rzeczywistości węgiel aktywny jest złotym standardem w adsorbentach. Węgiel ma naturalne powinowactwo do organiczny zanieczyszczeń, takich jak benzen, które wiążą się z jego powierzchnią. Jeśli „aktywujesz” węgiel, tj. parujesz go w temperaturze 1,800 stopni, tworzy się małe pory i kieszenie, które zwiększają jego powierzchnię. Pestycydy, chloroform i inne zanieczyszczenia wsuwają się do otworów tego plastra miodu i mocno się trzymają. Ponadto po dokładnym oczyszczeniu w wodzie nie pozostaje węgiel. Oczyszczalnie wody w krajach rozwijających się, takich jak Chiny i Indie, rutynowo wykorzystują węgiel aktywny. Podobnie węgiel aktywny ma specjalne właściwości, które pomagają w usuwaniu lotnych związków, zapachów i innych zanieczyszczeń gazowych z powietrza. Sposób działania jest dość prosty. Węgiel aktywny ma kilka wad, po pierwsze jest bardzo drogi i ma bardzo krótki okres przydatności do spożycia, ponieważ można go używać tylko do momentu zapełnienia porów – dlatego co jakiś czas trzeba wymieniać filtr. Węgiel aktywny jest również trudny w regeneracji, a jego skuteczność maleje wraz z upływem czasu. Nie są skuteczne w usuwaniu zanieczyszczeń, które nie są przyciągane przez węgiel lub chorobotwórcze bakterie i wirusy.
Ekonomiczna i zrównoważona alternatywa
W ostatnim badaniu opublikowanym w Granice w chemiibadacze stworzyli niedrogi, niedrogi i zrównoważony materiał do walki z zanieczyszczeniem powietrza i wody. Ten nowy „zielony” porowaty materiał wytwarzany jest z odpadów stałych i występuje w dużych ilościach organiczny polimery naturalne wyglądają bardzo obiecująco pod względem pochłaniania substancji zanieczyszczających w ściekach i powietrzu w porównaniu z węglem aktywnym i są określane jako „ekonomiczna alternatywa”. Ten nowy „zielony” adsorbent stanowi połączenie naturalnie występującego surowca – polisacharydu zwanego alginianem sodu, który można ekstrahować z wodorostów i alg – z przemysłowym produktem ubocznym – pyłem krzemionkowym (produktem ubocznym przetwarzania stopu krzemowo-metalowego). Został on bardzo łatwo zsyntetyzowany i skonsolidowany dzięki właściwościom żelującym alginianu i rozkładowi porowatości kontrolowanej wodorowęglanem sodu w niskich temperaturach i na różnych długościach skali. Do badań zanieczyszczeń ścieków jako modelową substancję zanieczyszczającą zastosowano niebieski barwnik. Stwierdzono, że nowy materiał hybrydowy adsorbował i usuwał barwnik ze skutecznością około 94 procent, co było bardzo zachęcające. Nawet bardzo duże stężenia tego barwnika zostały usunięte. Materiał ten wykazał zachęcające możliwości wychwytywania cząstek stałych ze spalin diesla. Z badania prowadzonego przez dr ElzaBontempi z Uniwersytetu w Brescii we Włoszech wynika, że materiał ten był w stanie bardzo skutecznie zastąpić węgiel aktywny pod względem zdolności do wychwytywania zarówno drobnych cząstek stałych z powietrza, jak i organiczny substancji zanieczyszczających w ściekach, ograniczając w ten sposób zanieczyszczenie.
To ekscytująca praca, ponieważ ten nowy materiał jest wytwarzany w bardzo innowacyjny i niedrogi sposób z naturalnie występujących polimerów i produktów ubocznych odpadów przemysłowych, które i tak są zawsze wyrzucane. Ten nowy materiał jest określany jako „organiczny-nieorganiczna hybryda” jest nie tylko tania, ale także zrównoważona i odnawialna, a także może faktycznie zastąpić węgiel aktywny i stać się preferowanym wyborem. Zużyło nawet mniej energii podczas produkcji („energia ucieleśniona”), a tym samym pozostawia znacznie mniejszy ślad węglowy. Materiał ten jest również samostabilizujący i nie wymaga obróbki termicznej w wysokich temperaturach, a także można go zwiększać w celu różnych eksperymentów. Bieżące testy wskazują ponadto, że można go przechowywać w warunkach otoczenia, a z biegiem czasu staje się jedynie bardziej stabilny, a przy tym nie ulega żadnej degradacji. Dzięki temu jest bardzo wszechstronny i może mieć szeroki zakres zastosowań w filtracji powietrza i wody. Rodzi to ogromną nadzieję na walkę z zanieczyszczeniem powietrza i wody oraz ochronę matki ziemi i ludzkości.
***
{Możesz przeczytać oryginalną pracę naukową, klikając link DOI podany poniżej na liście cytowanych źródeł}
Źródło (s)
Zanoletti A i in. 2019. Nowy porowaty materiał hybrydowy pochodzący z oparów krzemionki i alginianu dla zrównoważonej redukcji zanieczyszczeń. Granice w chemii. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060
