Uuring on loonud uue materjali, mis võib adsorbeerida õhku ja vesi saasteaineid ja võiks olla odav ja säästev alternatiiv praegu kasutatavale aktiivsöele
Reostus teeb meie planeedi oma maa, vesi, õhk ja muud keskkonna koostisosad on määrdunud, ohtlikud ja kasutamiseks sobimatud. Reostus on põhjustatud saasteaine(te) kunstlikust viimisest või sattumisest looduskeskkonda. Reostus on erinevat tüüpi; näidismaa saaste on enamasti põhjustatud olmejäätmetest või kaubandusettevõtete prügist ja tööstusjäätmetest. Vesi saaste tekib võõrainete sattumisel vesi sisaldama kemikaale, kanalisatsiooni vesi, pestitsiidid ja väetised või metallid nagu elavhõbe. Õhusaaste põhjustavad kütuse põlemisel tekkivad õhus olevad osakesed, nagu tahm, mis sisaldavad miljoneid õhus hõljuvaid pisikesi osakesi. Teine levinud õhusaaste liik on ohtlikud gaasid, nagu vääveldioksiid, süsinikoksiid, lämmastikoksiidid ja keemilised aurud. õhusaaste võib esineda ka kasvuhoonegaaside kujul (nagu süsinikdioksiid või vääveldioksiid) ja soodustada meie ruumide soojendamist. planeet kasvuhooneefekti kaudu. Teist tüüpi saaste on mürasaaste, kui lennukitest, tööstusest või muudest allikatest tulev heli jõuab kahjuliku tasemeni.
Hoolimata viimastel aastatel tehtud suurtest jõupingutustest keskkonna puhastamiseks, on reostus endiselt suur probleem ja kujutab endast jätkuvat ohtu tervisele, mõjutades 200 miljonit inimest kogu maailmas. Probleemid on vaieldamatult suurimad arengumaades, kus traditsioonilised saasteallikad, nagu tööstusheitmed, halvad kanalisatsioonitingimused, ebapiisav jäätmekäitlus, saastunud vesi varustamine ja kokkupuude biomassikütustest tuleneva siseõhusaastega mõjutab paljusid inimesi. Isegi arenenud riikides esineb keskkonnareostus siiski jätkuvalt, eriti vaesemate ühiskonnasektorite seas. Kuigi riskid on üldiselt suuremad arengumaades, kus vaesus, tehnoloogia kasutuselevõtu majanduslikud piirangud ja nõrgad keskkonnaseadused põhjustavad kõrge saastatuse. Seda riski suurendavad veelgi ohtlikud vesi, halb kanalisatsioon, halb hügieen ja siseõhu saastatus. Reostus avaldab kahjulikku mõju sündimata ja kasvavatele lastele ning vähktõve ja muude haiguste tõttu võib oodatav eluiga olla kuni 45 aastat. Õhu- ja veereostus on vaikne tapja ja arvatakse, et see mõjutab meie tervist halvasti planeet ja omakorda inimkond. Õhk, mida me hingame, on väga kindla keemilise koostisega, mis koosneb 99% ulatuses lämmastikust, hapnikust, veeaurust ja inertgaasidest. Õhusaaste tekib siis, kui asju, mida tavaliselt õhku ei lisata. Tahked osakesed – õhus leiduvad tahked osakesed ja vedelad tilgad, mis eralduvad elektrijaamadest, tööstusest, autodest ja tulekahjudest – on praegu linnades ja isegi äärelinnades üldlevinud. Samuti lastakse maailma miljoneid tonne tööstuslikku heitvett veed iga aasta. Nii tahked osakesed kui ka värvained on keskkonnale, ökosüsteemile ja inimkonnale väga mürgised.
Õhu ja õhuga toimetulemiseks kasutatakse rutiinselt erinevaid meetodeid ja protseduure vesi saaste, sealhulgas filtreerimine, ioonivahetus, koagulatsioon, lagunemine, adsorptsioon jne, ning kõigil neil meetoditel on erinev edukuse määr. Võrreldes peetakse adsorptsiooni kõige teostatavamaks, kuna see on lihtne, hõlpsasti kasutatav, kõrge efektiivsusega, mugav kasutada jne. Erinevate adsorbentide hulgas on õhusaaste ja jäätmete vähendamine vesi, on aktiivsüsi kõige sagedamini kasutatav adsorbent. Seda nimetatakse ka aktiivsöeks, see on süsiniku vorm, mida töödeldakse nii, et sellel on väikesed väikesemahulised poorid, mis suurendavad adsorptsiooniks või keemilisteks reaktsioonideks saadaolevat pinda. Tegelikult on aktiivsüsi adsorbentide kullastandard. Süsinikul on loomulik afiinsus orgaaniline saasteained nagu benseen, mis seonduvad selle pinnaga. Kui aktiveerite süsinikku, st aurutate seda 1,800 kraadi juures, moodustuvad väikesed poorid ja taskud, mis suurendavad selle pindala. Pestitsiidid, kloroform ja muud saasteained libisevad selle kärgstruktuuri aukudesse ja hoiavad kinni. Samuti ei jää pärast põhjalikku töötlemist vette süsinikku. Arengumaade, nagu Hiina ja India, veepuhastusjaamad kasutavad regulaarselt aktiivsütt. Samuti on aktiivsöel erilised omadused, mis aitavad eemaldada õhust lenduvaid ühendeid, lõhnu ja muid gaasilisi saasteaineid. Selle toimimisviis on üsna lihtne. Aktiivsöel on mõned miinused, esiteks on see väga kallis ja väga lühikese säilivusajaga, kuna seda saab kasutada ainult kuni selle pooride täitumiseni – mistõttu tuleb filtrit aeg-ajalt vahetada. Aktiivsütt on samuti raske regenereerida ja selle efektiivsus aja jooksul väheneb. Need ei ole tõhusad nende saasteainete eemaldamisel, mida süsinik või patogeensed bakterid ja viirused ei tõmba.
Majanduslik ja jätkusuutlik alternatiiv
Aastal avaldatud hiljutises uuringus Piirid keemias, on teadlased loonud taskukohase odava ja jätkusuutliku materjali õhu- ja veesaaste vastu võitlemiseks. See uus "roheline" poorne materjal, mis on toodetud tahketest jäätmetest ja rohkesti orgaaniline Looduslikud polümeerid näivad aktiivsöega võrreldes väga paljulubavad saasteainete adsorbeerimisel reovees ja õhus ning neid nimetatakse "ökonoomseks alternatiiviks". See uus "roheline" adsorbent on kombinatsioon looduslikult rikkalikust toorainest – polüsahhariidist, mida nimetatakse naatriumalginaadiks, mida saab ekstraheerida merevetikatest ja vetikatest – koos tööstusliku kõrvalsaaduse – ränidioksiidi auruga (ränimetallisulamite töötlemise saadus). See sünteesiti väga lihtsalt ja konsolideeriti alginaadi geelistumisomaduste ja naatriumvesinikkarbonaadi lagunemise kaudu, mille poorsus kontrolliti madalatel temperatuuridel erinevatel skaala pikkustel. Reoveereostuse testimisel kasutati musterreostusainena sinist värvi. Oli näha, et uus hübriidmaterjal adsorbeeris ja eemaldas värvaine umbes 94-protsendilise efektiivsusega, mis oli väga julgustav. Isegi väga suured selle värvaine kontsentratsioonid eemaldati. Sellel materjalil oli julgustav võime püüda kinni diisli heitgaasidest tahked osakesed. Itaalias Brescia ülikoolist pärit dr.ElzaBontempi juhitud uuringus jõuti järeldusele, et see materjal suutis väga tõhusalt asendada aktiivsütt nii õhus peeneid osakesi kui ka orgaaniline saasteaineid reovees, vähendades seeläbi reostust.
See on põnev töö, kuna see uus materjal on toodetud väga uuenduslikul ja odavalt looduslikult rohketest polümeeridest ning tööstusjäätmete kõrvalsaadus, mis nagunii on, visatakse alati ära. Seda uut materjali nimetatakse "orgaaniline-anorgaaniline hübriid” pole mitte ainult odav, vaid ka jätkusuutlik ja taastuv ning võib tegelikult välja tõrjuda aktiivsöe ja saada eelistatud valikuks. See tarbis tootmisel isegi vähem energiat (kehastatud energia) ja jätab seega palju väiksema süsiniku jalajälje. See materjal on ka isestabiliseeruv ega vaja termilist töötlemist kõrgel temperatuuril ning seda saab ka erinevateks katseteks suurendada. Käimasolevad testid näitavad lisaks, et seda saab säilitada ümbritseva keskkonna tingimustes ja see muutub aja jooksul stabiilsemaks, kuid ei lagune üldse. Seega on see väga mitmekülgne ja sellel võib olla lai valik rakendusi õhu ja vee filtreerimisel. See loob tohutu lootuse õhu- ja veereostuse vastu võitlemiseks ning emakese maa ja inimkonna kaitsmiseks.
***
{Saate lugeda esialgset uurimistööd, klõpsates alltoodud allika(te) loendis DOI lingil}
Allikas (d)
Zanoletti A et al. 2019. Uus poorne hübriidmaterjal, mis on saadud ränidioksiidi aurudest ja alginaadist saasteainete säästvaks vähendamiseks. Piirid keemias. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060
