Η μελέτη παρήγαγε ένα νέο υλικό που θα μπορούσε να προσροφήσει τον αέρα και νερό ρύπων και θα μπορούσε να είναι μια χαμηλού κόστους βιώσιμη εναλλακτική λύση στον ενεργό άνθρακα που χρησιμοποιείται σήμερα
Ρύπανση κάνει μας πλανήτη γη, νερό, αέρας και άλλα συστατικά του περιβάλλοντος βρώμικα, μη ασφαλή και ακατάλληλα για χρήση. Ρύπανση προκαλείται από τεχνητή εισαγωγή ή είσοδο ενός ρύπου(ων) σε ένα φυσικό περιβάλλον. Ρύπανση είναι διαφόρων τύπων? παράδειγμα γης Ρύπανση προκαλείται κυρίως από οικιακές απορρίψεις ή σκουπίδια και βιομηχανικά απόβλητα από εμπορικές εταιρείες. Νερό Ρύπανση προκαλείται όταν εισάγονται ξένες ουσίες νερό περιλαμβάνουν χημικά, λύματα νερό, φυτοφάρμακα και λιπάσματα ή μέταλλα όπως ο υδράργυρος. Η ατμοσφαιρική ρύπανση προκαλείται από σωματίδια στον αέρα από την καύση καυσίμων, όπως η αιθάλη, που περιέχει εκατομμύρια μικροσκοπικά σωματίδια που επιπλέουν στον αέρα. Ένας άλλος κοινός τύπος ατμοσφαιρικής ρύπανσης είναι τα επικίνδυνα αέρια, όπως το διοξείδιο του θείου, το μονοξείδιο του άνθρακα, τα οξείδια του αζώτου και οι χημικοί ατμοί. ατμοσφαιρική ρύπανση μπορεί επίσης να πάρει τη μορφή αερίων θερμοκηπίου (όπως διοξείδιο του άνθρακα ή διοξείδιο του θείου) και να βοηθήσει στη θέρμανση του πλανήτης μέσω του φαινομένου του θερμοκηπίου. Άλλος τύπος ρύπανσης είναι η ηχορύπανση όταν ο ήχος που προέρχεται από αεροπλάνα, βιομηχανία ή άλλες πηγές φτάνει σε επιβλαβή επίπεδα.
Παρά τις μεγάλες προσπάθειες που έχουν γίνει τα τελευταία χρόνια για τον καθαρισμό του περιβάλλοντος, η ρύπανση παραμένει μείζον πρόβλημα και ενέχει συνεχείς κινδύνους για την υγεία, επηρεάζοντας 200 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως. Τα προβλήματα είναι αναμφισβήτητα μεγαλύτερα στον αναπτυσσόμενο κόσμο, όπου οι παραδοσιακές πηγές ρύπανσης, όπως οι βιομηχανικές εκπομπές, η κακή υγιεινή, η ανεπαρκής διαχείριση των απορριμμάτων, οι μολυσμένες νερό Οι προμήθειες και οι εκθέσεις στην ατμοσφαιρική ρύπανση των εσωτερικών χώρων από καύσιμα βιομάζας επηρεάζουν μεγάλο αριθμό ανθρώπων. Ακόμη και στις ανεπτυγμένες χώρες, ωστόσο, η ρύπανση του περιβάλλοντος παραμένει, ιδιαίτερα μεταξύ των φτωχότερων τομέων της κοινωνίας. Αν και οι κίνδυνοι είναι γενικά υψηλότεροι στις αναπτυσσόμενες χώρες, όπου η φτώχεια, οι οικονομικοί περιορισμοί για την υιοθέτηση της τεχνολογίας και οι αδύναμοι περιβαλλοντικοί νόμοι συνδυάζονται για να προκαλέσουν υψηλά επίπεδα ρύπανσης. Αυτός ο κίνδυνος επιδεινώνεται περαιτέρω από το μη ασφαλές νερό, κακή υγιεινή, κακή υγιεινή και ατμοσφαιρική ρύπανση εσωτερικών χώρων. Η ρύπανση έχει επιζήμιες επιπτώσεις στα αγέννητα και στα αναπτυσσόμενα παιδιά και το προσδόκιμο ζωής μπορεί να φτάσει τα 45 χρόνια λόγω καρκίνων και άλλων ασθενειών. Ρύπανση του αέρα και των υδάτων είναι ένας σιωπηλός δολοφόνος και πιστεύεται ότι επηρεάζει αρνητικά το δικό μας πλανήτης και με τη σειρά της η ανθρωπότητα. Ο αέρας που αναπνέουμε έχει μια πολύ σαφή χημική σύσταση που είναι 99 τοις εκατό άζωτο, οξυγόνο, υδρατμοί και αδρανή αέρια. Η ατμοσφαιρική ρύπανση εμφανίζεται όταν πράγματα που συνήθως δεν προστίθενται στον αέρα. Τα σωματίδια – στερεά σωματίδια και υγρά σταγονίδια που βρίσκονται στον αέρα και εκπέμπονται από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, βιομηχανία, αυτοκίνητα και πυρκαγιές – είναι πλέον πανταχού παρόν στις πόλεις και ακόμη και στις προαστιακές περιοχές. Επίσης, εκατομμύρια τόνοι βιομηχανικών λυμάτων απελευθερώνονται στον κόσμο του νερού κάθε χρόνο. Τόσο τα σωματίδια όσο και οι βαφές είναι εξαιρετικά τοξικά για το περιβάλλον, το οικοσύστημα και την ανθρωπότητα.
Διάφορες μέθοδοι και διαδικασίες χρησιμοποιούνται συνήθως για την αντιμετώπιση του αέρα και νερό ρύπανση, συμπεριλαμβανομένης της διήθησης, της ανταλλαγής ιόντων, της πήξης, της αποσύνθεσης, της προσρόφησης κ.λπ. και καθεμία από αυτές τις μεθόδους εμφανίζει διαφορετικά ποσοστά επιτυχίας. Σε σύγκριση, η προσρόφηση θεωρείται πιο εφικτή λόγω της απλής, εύκολης λειτουργίας, της υψηλής απόδοσης, της ευκολίας χρήσης κ.λπ. Μεταξύ των διάφορων προσροφητικών, στη μείωση της ρύπανσης του αέρα και των αποβλήτων νερό, ο ενεργός άνθρακας είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο προσροφητικό. Ονομάζεται επίσης ενεργός άνθρακας, είναι μια μορφή άνθρακα που υποβάλλεται σε επεξεργασία για να έχει μικρούς, χαμηλού όγκου πόρους που αυξάνουν την επιφάνεια που είναι διαθέσιμη για προσρόφηση ή χημικές αντιδράσεις. Στην πραγματικότητα, ο ενεργός άνθρακας είναι το χρυσό πρότυπο στα προσροφητικά. Ο άνθρακας έχει μια φυσική συγγένεια για οργανικές ρύπους όπως το βενζόλιο, που προσδένονται στην επιφάνειά του. Αν «ενεργοποιήσετε» τον άνθρακα, π.χ. τον ατμίσετε στους 1,800 βαθμούς, σχηματίζονται μικροί πόροι και τσέπες που αυξάνουν την επιφάνειά του. Τα φυτοφάρμακα, το χλωροφόρμιο και άλλοι ρύποι γλιστρούν στις τρύπες αυτής της κηρήθρας και συγκρατούνται. Επίσης, δεν μένει άνθρακας στο νερό αφού υποβληθεί σε πλήρη επεξεργασία. Οι μονάδες επεξεργασίας νερού σε αναπτυσσόμενες χώρες όπως η Κίνα και η Ινδία χρησιμοποιούν συνήθως ενεργό άνθρακα. Ομοίως, ο ενεργός άνθρακας έχει ειδικές ιδιότητες που βοηθούν στην απομάκρυνση πτητικών ενώσεων, οσμών και άλλων αέριων ρύπων από τον αέρα. Ο τρόπος που λειτουργεί είναι αρκετά απλός. Υπάρχουν μερικά μειονεκτήματα του ενεργού άνθρακα, πρώτον, είναι πολύ ακριβό και έχει πολύ μικρή διάρκεια ζωής, καθώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο μέχρι να γεμίσουν οι πόροι του – γι' αυτό πρέπει να αλλάζετε το φίλτρο από καιρό σε καιρό. Ο ενεργός άνθρακας είναι επίσης δύσκολο να αναγεννηθεί και η αποτελεσματικότητά του μειώνεται με την πάροδο του χρόνου. Δεν είναι αποτελεσματικά στην απομάκρυνση εκείνων των ρύπων που είτε δεν έλκονται από άνθρακες ή παθογόνα βακτήρια και ιούς.
Μια οικονομική και βιώσιμη εναλλακτική
Σε μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Σύνορα στη Χημεία, οι ερευνητές δημιούργησαν ένα προσιτό, χαμηλού κόστους και βιώσιμο υλικό για την αντιμετώπιση της ρύπανσης του αέρα και των υδάτων. Αυτό το νέο «πράσινο» πορώδες υλικό παράγεται από στερεά απόβλητα και είναι άφθονο οργανικές Τα φυσικά πολυμερή φαίνονται πολλά υποσχόμενα όσον αφορά την απορρόφηση ρύπων στα λύματα και τον αέρα σε σύγκριση με τον ενεργό άνθρακα και χαρακτηρίζονται ως «οικονομική εναλλακτική». Αυτό το νέο "πράσινο" προσροφητικό είναι ένας συνδυασμός μιας φυσικά άφθονης πρώτης ύλης - ενός πολυσακχαρίτη που ονομάζεται αλγινικό νάτριο που μπορεί να εξαχθεί από φύκια και φύκια - με ένα βιομηχανικό υποπροϊόν - καπνό πυριτίου (προϊόν επεξεργασίας κράματος μετάλλου πυριτίου). Συντέθηκε πολύ εύκολα και ενοποιήθηκε από τις πηκτωματικές ιδιότητες του αλγινικού και με αποσύνθεση ελεγχόμενου πορώδους διττανθρακικού νατρίου σε χαμηλές θερμοκρασίες σε διαφορετικά μήκη κλίμακας. Για τον έλεγχο της ρύπανσης των λυμάτων, χρησιμοποιήθηκε μια μπλε χρωστική ουσία ως πρότυπο ρύπου. Φάνηκε ότι το νέο υβριδικό υλικό προσρόφησε και αφαίρεσε τη βαφή με αποτελεσματικότητα περίπου 94 τοις εκατό, κάτι που ήταν πολύ ενθαρρυντικό. Ακόμη και πολύ υψηλές συγκεντρώσεις αυτής της χρωστικής αφαιρέθηκαν. Αυτό το υλικό επέδειξε ενθαρρυντικές ικανότητες για την παγίδευση σωματιδίων από τα καυσαέρια ντίζελ. Η μελέτη με επικεφαλής τον Dr.ElzaBontempi από το Πανεπιστήμιο της Μπρέσια, Ιταλία, καταλήγει στο συμπέρασμα ότι αυτό το υλικό ήταν σε θέση να αντικαταστήσει τον ενεργό άνθρακα πολύ αποτελεσματικά στην ικανότητά του να συλλαμβάνει τόσο λεπτά σωματίδια στον αέρα όσο και οργανικές ρύπων στα λύματα, μειώνοντας έτσι τη ρύπανση.
Αυτό είναι συναρπαστικό έργο, καθώς αυτό το νέο υλικό παράγεται με πολύ καινοτόμο και φθηνό τρόπο από φυσικά άφθονα πολυμερή και υποπροϊόντα βιομηχανικών αποβλήτων που ούτως ή άλλως απορρίπτονται πάντα. Αυτό το νέο υλικό ονομάζεται "οργανικές-το ανόργανο υβρίδιο» δεν είναι μόνο χαμηλού κόστους, είναι επίσης βιώσιμο και ανανεώσιμο και θα μπορούσε πραγματικά να εκτοπίσει τον ενεργό άνθρακα και να γίνει μια προτιμώμενη επιλογή. Κατανάλωνε ακόμη λιγότερη ενέργεια όταν παρήχθη (η «ενσωματωμένη» ενέργεια) και έτσι αφήνει πολύ χαμηλότερο αποτύπωμα άνθρακα. Αυτό το υλικό είναι επίσης αυτοσταθεροποιούμενο και δεν απαιτεί θερμική επεξεργασία σε υψηλές θερμοκρασίες και μπορεί επίσης να κλιμακωθεί για διαφορετικούς πειραματισμούς. Οι συνεχιζόμενες δοκιμές δείχνουν περαιτέρω ότι μπορεί να αποθηκευτεί σε συνθήκες περιβάλλοντος και γίνεται πιο σταθερό με την πάροδο του χρόνου ενώ δεν υποβαθμίζεται καθόλου. Έτσι, είναι εξαιρετικά ευέλικτο και θα μπορούσε να έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στη διήθηση αέρα και νερού. Αυτό δημιουργεί τεράστια ελπίδα για την καταπολέμηση της ρύπανσης του αέρα και των υδάτων και την προστασία της μητέρας γης καθώς και της ανθρωπότητας.
***
{Μπορείτε να διαβάσετε την αρχική ερευνητική εργασία κάνοντας κλικ στον σύνδεσμο DOI που δίνεται παρακάτω στη λίστα των αναφερόμενων πηγών}
Πηγές)
Zanoletti Α et al. 2019. Ένα νέο πορώδες υβριδικό υλικό που προέρχεται από καπνό πυριτίου και αλγινικό για τη βιώσιμη μείωση των ρύπων. Σύνορα στη Χημεία. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060
