Štúdia vytvorila nový materiál, ktorý by mohol adsorbovať vzduch a voda znečisťujúcich látok a mohla by byť lacnou udržateľnou alternatívou k v súčasnosti používanému aktívnemu uhliu
Znečistenie robí naše planét pôda, voda, vzduch a iné zložky životného prostredia znečistené, nebezpečné a nevhodné na použitie. Znečistenie je spôsobený umelým zavedením alebo vstupom kontaminantov do prírodného prostredia. Znečistenie je rôznych typov; príklad krajiny Znečistenie je spôsobená najmä domácim odpadom alebo odpadom a priemyselným odpadom komerčných spoločností. voda Znečistenie je spôsobená vniknutím cudzích látok do voda zahŕňajú chemikálie, odpadové vody vodapesticídy a hnojivá alebo kovy ako ortuť. Znečistenie ovzdušia je spôsobené časticami vo vzduchu zo spaľovania palív, ako sú sadze, ktoré obsahujú milióny drobných častíc vznášajúcich sa vo vzduchu. Ďalším bežným typom znečistenia ovzdušia sú nebezpečné plyny, ako je oxid siričitý, oxid uhoľnatý, oxidy dusíka a chemické výpary. znečistenia ovzdušia môže mať aj formu skleníkových plynov (ako je oxid uhličitý alebo oxid siričitý) a napomáhať otepľovaniu našich planéta prostredníctvom skleníkového efektu. Ďalším typom znečistenia je hluk, keď zvuk prichádzajúci z lietadiel, priemyslu alebo iných zdrojov dosiahne škodlivé úrovne.
Napriek veľkému úsiliu, ktoré sa v posledných rokoch vynaložilo na vyčistenie životného prostredia, znečistenie zostáva hlavným problémom a predstavuje pretrvávajúce riziko pre zdravie, ktoré postihuje 200 miliónov ľudí na celom svete. Problémy sú nepopierateľne najväčšie v rozvojovom svete, kde tradičné zdroje znečistenia, ako sú priemyselné emisie, zlá hygiena, nedostatočné nakladanie s odpadmi, kontaminované voda dodávky a vystavenie znečisteniu vnútorného ovzdušia z palív z biomasy ovplyvňujú veľké množstvo ľudí. Aj vo vyspelých krajinách však pretrváva znečistenie životného prostredia, najmä medzi chudobnejšími vrstvami spoločnosti. Hoci sú riziká vo všeobecnosti vyššie v rozvojových krajinách, kde chudoba, ekonomické obmedzenia pri zavádzaní technológie a slabé environmentálne zákony spôsobujú vysoké úrovne znečistenia. Toto riziko je ešte umocnené nebezpečným voda, zlá hygiena, zlá hygiena a znečistenie vnútorného ovzdušia. Znečistenie má škodlivé účinky na nenarodené a rastúce deti a priemerná dĺžka života môže byť v dôsledku rakoviny a iných chorôb až 45 rokov. Znečistenie ovzdušia a vody je tichý zabijak a predpokladá sa, že nepriaznivo ovplyvňuje naše planéta a následne ľudstvo. Vzduch, ktorý dýchame, má veľmi presné chemické zloženie, ktoré tvorí 99 percent dusíka, kyslíka, vodnej pary a inertných plynov. K znečisteniu ovzdušia dochádza vtedy, keď sa do ovzdušia bežne nepridávajú veci. Častice – pevné častice a kvapôčky kvapalín nachádzajúce sa vo vzduchu a emitované z elektrární, priemyslu, automobilov a požiarov – sú teraz všadeprítomné v mestách a dokonca aj v prímestských oblastiach. Do sveta sa tiež vypúšťajú milióny ton priemyselných odpadových vôd Vody každý rok. Častice aj farbivá sú vysoko toxické pre životné prostredie, ekosystém a ľudstvo.
Na boj so vzduchom sa bežne používajú rôzne metódy a postupy voda znečistenia, vrátane filtrácie, iónovej výmeny, koagulácie, rozkladu, adsorpcie atď. a každá z týchto metód vykazuje rôznu mieru úspešnosti. V porovnaní s tým sa adsorpcia považuje za najvhodnejšiu, pretože je jednoduchá, ľahko ovládateľná, má vysokú účinnosť, pohodlie pri používaní atď. Medzi rôznymi adsorbentmi pri znižovaní znečistenia ovzdušia a odpadu voda, aktívne uhlie je najčastejšie používaným adsorbentom. Tiež nazývané aktívne uhlie, je to forma uhlíka spracovaná tak, aby mala malé póry s malým objemom, ktoré zväčšujú plochu povrchu dostupnú pre adsorpciu alebo chemické reakcie. V skutočnosti je aktívne uhlie zlatým štandardom v adsorbentoch. Uhlík má prirodzenú afinitu k organický škodliviny ako benzén, ktoré sa viažu na jeho povrch. Ak uhlík „aktivujete“, tj naparíte ho pri 1,800 stupňoch, vytvorí malé póry a vrecká, ktoré zväčšia jeho povrch. Pesticídy, chloroform a iné kontaminanty vkĺznu do otvorov tohto plástu a pevne sa držia. Vo vode po dôkladnej úprave tiež nezostáva žiadny uhlík. Čistiarne vody v rozvojových krajinách ako Čína a India bežne používajú aktívne uhlie. Podobne má aktívne uhlie špeciálne vlastnosti, ktoré pomáhajú pri odstraňovaní prchavých zlúčenín, pachov a iných plynných znečisťujúcich látok zo vzduchu. Spôsob, akým to funguje, je celkom jednoduchý. Aktívne uhlie má niekoľko nevýhod, po prvé je veľmi drahé a má veľmi krátku trvanlivosť, pretože sa môže používať len dovtedy, kým sa nezaplnia jeho póry – preto musíte z času na čas filter meniť. Aktívne uhlie sa tiež ťažko regeneruje a jeho účinnosť časom klesá. Nie sú účinné pri odstraňovaní kontaminantov, ktoré uhlíky ani patogénne baktérie a vírusy nepriťahujú.
Ekonomická a udržateľná alternatíva
V nedávnej štúdii publikovanej v Hranice v chémiiVedci vytvorili cenovo dostupný, lacný a udržateľný materiál na riešenie znečistenia ovzdušia a vody. Tento nový "zelený" porézny materiál vyrobený z pevných odpadov a hojný organický prírodné polyméry vyzerajú veľmi sľubne z hľadiska adsorpcie znečisťujúcich látok v odpadových vodách a vzduchu v porovnaní s aktívnym uhlím a sú označované ako „ekonomická alternatíva“. Tento nový „zelený“ adsorbent je kombináciou prirodzene sa vyskytujúcej suroviny – polysacharidu nazývaného alginát sodný, ktorý možno extrahovať z morských rias a rias – s priemyselným vedľajším produktom – kremičitým výparom (vedľajším produktom spracovania zliatiny kremíka). Bol syntetizovaný veľmi ľahko a konsolidovaný gélovacími vlastnosťami alginátu a rozkladom hydrogénuhličitanu sodného riadenej pórovitosťou pri nízkych teplotách a rôznych dĺžkach. Na testovanie znečistenia odpadových vôd sa ako modelová znečisťujúca látka použilo modré farbivo. Bolo vidieť, že nový hybridný materiál adsorboval a odstránil farbivo s účinnosťou asi 94 percent, čo bolo veľmi povzbudivé. Dokonca aj veľmi vysoké koncentrácie tohto farbiva boli odstránené. Tento materiál preukázal povzbudzujúce schopnosti zachytávať častice z výfukových plynov nafty. Štúdia vedená Dr. ElzaBontempi z Univerzity v Brescii v Taliansku dospela k záveru, že tento materiál bol schopný veľmi efektívne nahradiť aktívne uhlie svojou schopnosťou zachytávať jemné častice vo vzduchu a tiež organický znečisťujúcich látok v odpadových vodách, čím sa znižuje znečistenie.
Je to vzrušujúca práca, pretože tento nový materiál sa vyrába veľmi inovatívnym a lacným spôsobom z prirodzene sa vyskytujúcich polymérov a vedľajšieho produktu priemyselného odpadu, ktorý sa aj tak vždy vyhodí. Tento nový materiál sa nazýva „organický-anorganic hybrid” nie je len lacný, je tiež udržateľný a regenerovateľný a mohol by skutočne vytlačiť aktívne uhlie a stať sa preferovanou voľbou. Pri výrobe dokonca spotreboval menej energie ("vstavaná" energia) a zanecháva tak oveľa nižšiu uhlíkovú stopu. Tento materiál je tiež samostabilizačný a nevyžaduje tepelné spracovanie pri vysokých teplotách a tiež môže byť zväčšený na rôzne experimenty. Prebiehajúce testy ďalej naznačujú, že sa môže skladovať pri okolitých podmienkach a časom sa stáva stabilnejším, pričom vôbec nedegraduje. Je teda vysoko všestranný a mohol by mať širokú škálu aplikácií pri filtrácii vzduchu a vody. To vytvára obrovskú nádej na boj proti znečisteniu ovzdušia a vody a na ochranu matky Zeme, ako aj ľudstva.
***
{Pôvodný výskumný dokument si môžete prečítať kliknutím na odkaz DOI uvedený nižšie v zozname citovaných zdrojov}
Zdroj (e)
Zanoletti A a kol. 2019. Nový porézny hybridný materiál odvodený z oxidu kremičitého a alginátu na trvalo udržateľné zníženie znečisťujúcich látok. Hranice v chémii. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060
