Studien har tagit fram ett nytt material som kan adsorbera luft och vatten föroreningar och skulle kunna vara ett billigt hållbart alternativ till det aktiva kolet som för närvarande används
Förorening gör vår planetens landa, vatten, luft och andra beståndsdelar i miljön smutsiga, osäkra och olämpliga att använda. Förorening orsakas av artificiell introduktion eller inträngning av en eller flera föroreningar i en naturlig miljö. Förorening är av olika slag; exempel mark föroreningar orsakas mest av hushållsavfall eller sopor och industriavfall från kommersiella företag. Vatten föroreningar orsakas när främmande ämnen introduceras till vatten inkluderar kemikalier, avlopp vatten, bekämpningsmedel och gödningsmedel eller metaller som kvicksilver. Luftföroreningar orsakas av partiklar i luften från brinnande bränslen, som sot, som innehåller miljontals små partiklar som flyter i luften. En annan vanlig typ av luftföroreningar är farliga gaser, såsom svaveldioxid, kolmonoxid, kväveoxider och kemiska ångor. luftförorening kan också ta formen av växthusgaser (som koldioxid eller svaveldioxid) och bidra till uppvärmningen av våra planet genom växthuseffekten. Annan typ av förorening är bullerföroreningar när ljudet från flygplan, industri eller andra källor når skadliga nivåer.
Trots stora ansträngningar som har gjorts under de senaste åren för att städa upp miljön är föroreningar fortfarande ett stort problem och utgör fortsatta hälsorisker och påverkar 200 miljoner människor världen över. Problemen är onekligen störst i utvecklingsländerna, där traditionella föroreningskällor som industriutsläpp, dålig sanitet, otillräcklig avfallshantering, kontaminerade vatten försörjning och exponering för luftföroreningar inomhus från biobränslen påverkar ett stort antal människor. Även i utvecklade länder kvarstår miljöföroreningar, särskilt bland fattigare samhällssektorer. Även om riskerna generellt är högre i utvecklingsländer, där fattigdom, ekonomiska begränsningar för att anta teknik och svaga miljölagar tillsammans orsakar höga föroreningsnivåer. Denna risk förvärras ytterligare av osäkra vatten, dålig sanitet, dålig hygien och luftföroreningar inomhus. Föroreningar har skadliga effekter på ofödda och växande barn, och den förväntade livslängden kan vara så låg som 45 år på grund av cancer och andra sjukdomar. Luft- och vattenföroreningar är en tyst mördare och tros påverka vår planet och i sin tur mänskligheten. Luften som vi andas har en mycket bestämd kemisk sammansättning som är 99 procent av kväve, syre, vattenånga och inerta gaser. Luftföroreningar uppstår när saker som normalt inte tillsätts i luften. Partiklar – fasta partiklar och vätskedroppar som finns i luften och släpps ut från kraftverk, industri, bilar och bränder – finns nu överallt i städer och till och med förortsområden. Dessutom släpps miljontals ton industriavfall ut i världens vatten varje år. Både partiklar och färgämnen är mycket giftiga för miljön, ekosystemet och för mänskligheten.
Olika metoder och procedurer används rutinmässigt för att tackla luft och vatten föroreningar, inklusive filtrering, jonbyte, koagulering, sönderdelning, adsorption etc och var och en av dessa metoder uppvisar olika framgångsgrader. I jämförelse anses adsorption vara mest genomförbar eftersom den är enkel, lätt att använda, har hög effektivitet, bekvämlighet att använda etc. Bland de olika adsorbenterna, för att minska föroreningar av luft och avfall vatten, är aktivt kol den vanligaste adsorbenten. Kallas även aktivt kol, det är en form av kol som bearbetas för att ha små porer med låg volym som ökar den tillgängliga ytan för adsorption eller kemiska reaktioner. Faktum är att aktivt kol är guldstandarden i adsorbenter. Kol har en naturlig affinitet för ekologisk föroreningar som bensen, som binder till dess yta. Om du "aktiverar" kol dvs ånga det vid 1,800 XNUMX grader bildar det små porer och fickor som ökar dess yta. Bekämpningsmedel, kloroform och andra föroreningar glider in i hålen i denna bikaka och håller fast. Dessutom finns inget kol kvar i vattnet när det väl har behandlats noggrant. Vattenreningsverk i utvecklingsländer som Kina och Indien använder rutinmässigt aktivt kol. På samma sätt har aktivt kol speciella egenskaper som hjälper till att avlägsna flyktiga föreningar, lukter och andra gasformiga föroreningar från luften. Sättet det fungerar på är ganska okomplicerat. Det finns några nackdelar med aktivt kol, för det första är det väldigt dyrt och har en mycket kort hållbarhet eftersom det bara kan användas tills dess porer fylls upp – det är därför du måste byta filter då och då. Aktivt kol är också svårt att regenerera och dess effektivitet minskar med tiden. De är inte effektiva för att ta bort de föroreningar som antingen inte attraheras av kol eller patogena bakterier och virus.
Ett ekonomiskt och hållbart alternativ
I en ny studie publicerad i Gränser inom kemi, har forskare skapat ett prisvärt, billigt och hållbart material för att ta itu med luft- och vattenföroreningar. Detta nya "gröna" porösa material framställt av fast avfall och rikligt ekologisk naturliga polymerer ser mycket lovande ut när det gäller att absorbera föroreningar i avloppsvatten och luft jämfört med aktivt kol och märks som ett "ekonomiskt alternativ". Denna nya "gröna" adsorbent är en kombination av ett naturligt rikligt råmaterial - en polysackarid som kallas natriumalginat som kan extraheras från tång och alger - med en industriell biprodukt - kiseldioxidrök (en produkt från bearbetning av kiselmetallegering). Det syntetiserades mycket enkelt och konsoliderades av alginatets gelningsegenskaper och genom nedbrytning av natriumbikarbonat kontrollerad porositet vid låga temperaturer vid olika skallängder. För testning av avloppsvattenföroreningarna användes ett blått färgämne som modellförorening. Man såg att det nya hybridmaterialet adsorberade och tog bort färgen med en effektivitet på cirka 94 procent, vilket var mycket uppmuntrande. Även mycket höga koncentrationer av detta färgämne avlägsnades. Detta material visade uppmuntrande möjligheter för att fånga upp partiklar från dieselavgaser. Studien ledd av Dr.ElzaBontempi från University of Brescia, Italien, drar slutsatsen att detta material kunde ersätta aktivt kol mycket effektivt i sin förmåga att fånga upp både fina partiklar i luft och även ekologisk föroreningar i avloppsvatten vilket minskar föroreningarna.
Detta är spännande arbete, eftersom detta nya material är framställt på ett mycket innovativt och billigt sätt av naturligt rikliga polymerer och industriavfallsbiprodukter som ändå alltid kasseras. Detta nya material betecknas som en "ekologisk-oorganisk hybrid” är inte bara låg kostnad, den är också hållbar och regenererbar och kan faktiskt tränga undan det aktiverade kolet och bli ett föredraget val. Den förbrukade till och med mindre energi när den producerades (den "förkroppsligade" energin) och lämnar därmed ett mycket lägre koldioxidavtryck. Detta material är också självstabiliserande och kräver ingen värmebehandling vid höga temperaturer och kan även skalas upp för olika experiment. Pågående tester indikerar vidare att den kan lagras vid omgivningsförhållanden och den blir bara mer stabil med tiden samtidigt som den inte försämras alls. Därför är den mycket mångsidig och kan ha ett brett spektrum av tillämpningar inom luft- och vattenfiltrering. Detta skapar enormt hopp för att bekämpa luft- och vattenföroreningar och skydda moder jord såväl som mänskligheten.
***
{Du kan läsa den ursprungliga forskningsartikeln genom att klicka på DOI-länken nedan i listan över citerade källor}
Källa (er)
Zanoletti A et al. 2019. Ett nytt poröst hybridmaterial härlett från kiselånga och alginat för hållbar minskning av föroreningar. Gränser inom kemi. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060
