Tutkimus on tuottanut uuden materiaalin, joka voi adsorboida ilmaa ja vesi saastuttavia aineita ja voisi olla edullinen kestävä vaihtoehto nykyisin käytetylle aktiivihiilelle
Saastuminen tekee meidän planeetan maa, vesi, ilma ja muut ympäristön ainesosat likainen, vaarallinen ja käyttökelvoton. Saastuminen johtuu epäpuhtauksien keinotekoisesta viemisestä tai pääsystä luonnolliseen ympäristöön. Saastuminen on erilaisia; esimerkkimaa saastuminen johtuu enimmäkseen kotitalouksien jätteistä tai kaupallisten yritysten jätteistä ja teollisuusjätteistä. vesi saastuminen syntyy, kun vieraita aineita joutuu sisään vesi sisältävät kemikaalit, jätevedet vesi, torjunta-aineet ja lannoitteet tai metallit, kuten elohopea. Ilman saastumista aiheuttavat palavien polttoaineiden ilmassa olevat hiukkaset, kuten noki, jotka sisältävät miljoonia ilmassa kelluvia pieniä hiukkasia. Toinen yleinen ilmansaastetyyppi on vaaralliset kaasut, kuten rikkidioksidi, hiilimonoksidi, typen oksidit ja kemikaalihöyryt. ilmansaasteet voi olla myös kasvihuonekaasujen muodossa (kuten hiilidioksidia tai rikkidioksidia) ja auttaa lämpenemään kone kasvihuoneilmiön kautta. Toinen saastetyyppi on melusaaste, kun lentokoneista, teollisuudesta tai muista lähteistä tuleva ääni saavuttaa haitallisen tason.
Huolimatta viime vuosien merkittävistä ponnisteluista ympäristön puhdistamiseksi, saastuminen on edelleen suuri ongelma ja aiheuttaa jatkuvia terveysriskejä, ja se vaikuttaa 200 miljoonaan ihmiseen maailmanlaajuisesti. Ongelmat ovat kiistatta suurimmat kehitysmaissa, joissa perinteiset saastelähteet, kuten teollisuuden päästöt, huonot sanitaatiot, riittämätön jätehuolto, saastuvat. vesi biomassapolttoaineiden aiheuttama sisäilman saastuminen ja altistuminen sisäilman saastumiselle vaikuttavat moniin ihmisiin. Jopa kehittyneissä maissa ympäristön saastuminen kuitenkin jatkuu, etenkin yhteiskunnan köyhimmillä sektoreilla. Vaikka riskit ovat yleensä suuremmat kehitysmaissa, joissa köyhyys, teknologian käyttöönoton taloudelliset rajoitteet ja heikko ympäristölainsäädäntö yhdessä aiheuttavat korkean saastumisen. Tätä riskiä pahentaa entisestään vaarallinen vesi, huono sanitaatio, huono hygienia ja sisäilman saastuminen. Saastumisella on haitallisia vaikutuksia syntymättömiin ja kasvaviin lapsiin, ja elinajanodote voi olla jopa 45 vuotta syöpien ja muiden sairauksien vuoksi. Ilman ja veden saastuminen on hiljainen tappaja, ja sen uskotaan vaikuttavan haitallisesti kone ja vuorostaan ihmiskunta. Hengittämämme ilmalla on erittäin tarkka kemiallinen koostumus, joka sisältää 99 prosenttia typpeä, happea, vesihöyryä ja inerttejä kaasuja. Ilman saastuminen tapahtuu, kun ilmaan ei tavallisesti lisätä asioita. Hiukkasia – kiinteitä hiukkasia ja nestepisaroita, joita löytyy ilmasta ja jotka vapautuvat voimalaitoksista, teollisuudesta, autoista ja tulipaloista – on nyt kaikkialla kaupungeissa ja jopa esikaupunkialueilla. Lisäksi miljoonia tonneja teollisuuden jätevesiä pääsee maailmaan vedet joka vuosi. Sekä hiukkaset että väriaineet ovat erittäin myrkyllisiä ympäristölle, ekosysteemille ja ihmiskunnalle.
Erilaisia menetelmiä ja menettelytapoja käytetään rutiininomaisesti ilman ja vesi saastuminen, mukaan lukien suodatus, ioninvaihto, koagulaatio, hajoaminen, adsorptio jne., ja jokaisella näistä menetelmistä on erilainen onnistumisaste. Verrattaessa adsorptiota pidetään toteutettavimpana, koska se on yksinkertainen, helppokäyttöinen, korkea hyötysuhde, helppokäyttöisyys jne. Eri adsorbenttien joukossa saasteiden vähentäminen ilman ja jätteen vesi, aktiivihiili on yleisimmin käytetty adsorbentti. Kutsutaan myös aktiivihiileksi, se on hiilen muoto, joka on käsitelty siten, että siinä on pieniä, pienitilavuuksisia huokosia, jotka lisäävät adsorptiolle tai kemiallisille reaktioille käytettävissä olevaa pinta-alaa. Itse asiassa aktiivihiili on adsorbenttien kultastandardi. Hiilellä on luonnollinen affiniteetti orgaaninen epäpuhtaudet, kuten bentseeni, jotka sitoutuvat sen pintaan. Jos "aktivoi" hiiltä eli höyrytät sitä 1,800 asteessa, muodostuu pieniä huokosia ja taskuja, jotka lisäävät sen pinta-alaa. Torjunta-aineet, kloroformi ja muut epäpuhtaudet liukuvat tämän hunajakennon reikiin ja pitävät kiinni. Veteen ei myöskään jää hiiltä, kun se on käsitelty perusteellisesti. Kehitysmaiden, kuten Kiinan ja Intian, vedenkäsittelylaitokset käyttävät rutiininomaisesti aktiivihiiltä. Samoin aktiivihiilellä on erityisiä ominaisuuksia, jotka auttavat poistamaan ilmasta haihtuvia yhdisteitä, hajuja ja muita kaasumaisia epäpuhtauksia. Toimintatapa on melko suoraviivainen. Aktiivihiilellä on muutamia huonoja puolia, ensinnäkin se on erittäin kallis ja sillä on erittäin lyhyt säilyvyys, koska sitä voidaan käyttää vain siihen asti, kunnes sen huokoset täyttyvät – minkä vuoksi suodatin on vaihdettava aika ajoin. Aktiivihiiltä on myös vaikea regeneroida ja sen tehokkuus heikkenee ajan myötä. Ne eivät ole tehokkaita poistamaan epäpuhtauksia, joita hiilet tai patogeeniset bakteerit ja virukset eivät vedä puoleensa.
Taloudellinen ja kestävä vaihtoehto
Äskettäisessä tutkimuksessa, joka julkaistiin Kemian rajat, tutkijat ovat luoneet edullisen ja kestävän materiaalin ilman ja veden saastumisen torjuntaan. Tämä uusi "vihreä" huokoinen materiaali on valmistettu kiinteistä jätteistä ja runsaasti orgaaninen luonnonpolymeerit näyttävät erittäin lupaavilta, mitä tulee epäpuhtauksien adsorboimiseen jäteveteen ja ilmaan verrattuna aktiivihiileen, ja se on merkitty "taloudelliseksi vaihtoehdoksi". Tämä uusi "vihreä" adsorbentti on yhdistelmä luonnollisesti runsasta raaka-ainetta - polysakkaridia nimeltä natriumalginaatti, joka voidaan uuttaa merilevästä ja levistä - ja teollisen sivutuotteen - piidioksidihöyry - (piimetalliseoksen käsittelyn tuote). Se syntetisoitui erittäin helposti ja vahvistui alginaatin geeliytymisominaisuuksien ja natriumbikarbonaatin kontrolloidun huokoisuuden hajoamisen ansiosta alhaisissa lämpötiloissa eri mittakaavapituuksilla. Jätevesien pilaantumisen testaamiseen käytettiin mallisaasteena sinistä väriainetta. Todettiin, että uusi hybridimateriaali adsorboi ja poisti väriaineen noin 94 prosentin teholla, mikä oli erittäin rohkaisevaa. Jopa erittäin suuret pitoisuudet tätä väriainetta poistettiin. Tämä materiaali osoitti rohkaisevia kykyjä sitoa hiukkasia dieselpakokaasuista. Tohtori ElzaBontempin johtamassa Brescian yliopistossa Italiassa tehdyssä tutkimuksessa todettiin, että tämä materiaali kykeni korvaamaan aktiivihiilen erittäin tehokkaasti, koska se kykeni vangitsemaan sekä hienoja hiukkasia ilmassa että myös orgaaninen jätevesien epäpuhtaudet vähentäen siten saastumista.
Tämä on jännittävää työtä, sillä tämä uusi materiaali on valmistettu erittäin innovatiivisella ja edullisella tavalla luonnollisesti runsaista polymeereistä ja teollisuusjätteen sivutuotteesta, joka joka tapauksessa heitetään aina pois. Tätä uutta materiaalia kutsutaan nimellä "orgaaninen-epäorgaaninen hybridi” ei ole vain edullinen, vaan se on myös kestävä ja uusiutuva ja voisi itse asiassa syrjäyttää aktiivihiilen ja tulla suosituksi valinnaksi. Se kulutti jopa vähemmän energiaa tuotannossa ("ruumiillistuva" energia) ja jättää siten paljon pienemmän hiilijalanjäljen. Tämä materiaali on myös itsestabiloituva eikä vaadi lämpökäsittelyä korkeissa lämpötiloissa, ja se voidaan myös skaalata eri kokeisiin. Jatkuvat testit osoittavat lisäksi, että sitä voidaan säilyttää ympäristöolosuhteissa ja siitä tulee vain vakaampi ajan myötä, vaikka se ei hajoa ollenkaan. Siksi se on erittäin monipuolinen ja sillä voi olla laaja valikoima sovelluksia ilman ja veden suodatuksessa. Tämä luo valtavasti toivoa ilman ja veden saastumisen torjumisesta ja äidin maan sekä ihmiskunnan suojelemisesta.
***
{Voit lukea alkuperäisen tutkimuspaperin napsauttamalla alla olevaa DOI-linkkiä lainattujen lähteiden luettelossa}
Lähteet)
Zanoletti A et ai. 2019. Uusi huokoinen hybridimateriaali, joka on johdettu piidioksidihöyrystä ja alginaatista kestävään epäpuhtauksien vähentämiseen. Kemian rajat. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060
