Studija je proizvela novi materijal koji bi mogao apsorbirati zrak i voda zagađivača i mogao bi biti jeftina održiva alternativa trenutno korištenom aktivnom ugljenu
Zagađenje čini naše planeta zemljište, voda, zrak i drugi sastojci okoliša prljavi, nesigurni i neprikladni za uporabu. Zagađenje uzrokovana je umjetnim unošenjem ili unosom kontaminanta(a) u prirodni okoliš. Zagađenje je raznih vrsta; primjer zemlje zagađenje uglavnom je uzrokovan otpadom iz kućanstva ili smećem i industrijskim otpadom komercijalnih tvrtki. Vodotporne igračke zagađenje nastaje kada se unesu strane tvari voda uključuju kemikalije, kanalizaciju voda, pesticide i gnojiva ili metale poput žive. Onečišćenje zraka uzrokuju čestice u zraku nastale izgaranjem goriva, poput čađe, koje sadrže milijune sitnih čestica koje lebde u zraku. Druga uobičajena vrsta onečišćenja zraka su opasni plinovi, kao što su sumporni dioksid, ugljični monoksid, dušikovi oksidi i kemijske pare. Također, zagađenje zraka također mogu biti u obliku stakleničkih plinova (kao što su ugljični dioksid ili sumporov dioksid) i pomoći zagrijavanju našeg planeta kroz efekt staklenika. Druga vrsta onečišćenja je onečišćenje bukom kada zvuk koji dolazi iz zrakoplova, industrije ili drugih izvora dosegne štetne razine.
Unatoč velikim naporima koji su posljednjih godina uloženi u čišćenje okoliša, onečišćenje ostaje veliki problem i predstavlja stalne rizike za zdravlje, pogađajući 200 milijuna ljudi diljem svijeta. Problemi su nedvojbeno najveći u zemljama u razvoju, gdje su tradicionalni izvori onečišćenja kao što su industrijske emisije, loši sanitarni uvjeti, neadekvatno gospodarenje otpadom, voda opskrba i izloženost onečišćenju zraka u zatvorenom prostoru od goriva iz biomase utječu na velik broj ljudi. Međutim, čak iu razvijenim zemljama i dalje postoji zagađenje okoliša, posebice među siromašnijim sektorima društva. Iako su rizici općenito veći u zemljama u razvoju, gdje siromaštvo, ekonomska ograničenja za usvajanje tehnologije i slabi zakoni o zaštiti okoliša zajedno uzrokuju visoke razine onečišćenja. Ovaj rizik je dodatno složen nesigurnim voda, loši sanitarni uvjeti, loša higijena i zagađenje zraka u zatvorenom prostoru. Onečišćenje ima štetne učinke na nerođenu djecu i djecu koja rastu, a očekivani životni vijek može biti kratak i do 45 godina zbog raka i drugih bolesti. Zagađenje zraka i vode je tihi ubojica i smatra se da negativno utječe na naše planeta a zauzvrat čovječanstvo. Zrak koji udišemo ima vrlo određen kemijski sastav koji se sastoji od 99 posto dušika, kisika, vodene pare i inertnih plinova. Onečišćenje zraka nastaje kada se u zrak dodaju stvari koje se inače ne dodaju. Čestice – krute čestice i kapljice tekućine koje se nalaze u zraku i ispuštaju ih elektrane, industrija, automobili i požari – sada su sveprisutne u gradovima, pa čak i prigradskim područjima. Također, milijuni tona industrijskih otpadnih voda ispuštaju se u svijet Vode svake godine. I čestice i boje vrlo su otrovni za okoliš, ekosustav i čovječanstvo.
Različite metode i postupci rutinski se koriste za borbu protiv zraka i voda onečišćenja, uključujući filtraciju, ionsku izmjenu, koagulaciju, razgradnju, adsorpciju itd., a svaka od ovih metoda pokazuje različite stope uspjeha. U usporedbi, adsorpcija se smatra najizvedivijom jer je jednostavna, laka za rukovanje, ima visoku učinkovitost, praktičnu upotrebu itd. Među raznim adsorbensima, u smanjenju onečišćenja zraka i otpada voda, aktivni ugljen je najčešće korišten adsorbent. Naziva se i aktivni ugljen, oblik je ugljika koji se obrađuje tako da ima male pore malog volumena koje povećavaju površinu dostupnu za adsorpciju ili kemijske reakcije. Zapravo, aktivni ugljen je zlatni standard u adsorbentima. Ugljik ima prirodni afinitet prema organski zagađivače poput benzena, koji se vežu na njegovu površinu. Ako "aktivirate" ugljen, tj. parite ga na 1,800 stupnjeva, formira male pore i džepove koji povećavaju njegovu površinu. Pesticidi, kloroform i drugi kontaminanti klize u rupe ovog saća i čvrsto se drže. Također, u vodi ne ostaje ugljik nakon što je temeljito pročišćena. Postrojenja za pročišćavanje vode u zemljama u razvoju poput Kine i Indije rutinski koriste aktivni ugljen. Slično tome, aktivni ugljen ima posebna svojstva koja pomažu u uklanjanju hlapljivih spojeva, neugodnih mirisa i drugih plinovitih zagađivača iz zraka. Način na koji radi je prilično jednostavan. Postoji nekoliko nedostataka aktivnog ugljena, prvo vrlo je skup i ima vrlo kratak rok trajanja jer se može koristiti samo dok mu se ne popune pore – zbog čega morate s vremena na vrijeme mijenjati filtar. Aktivni ugljen se također teško regenerira i njegova učinkovitost s vremenom opada. Nisu učinkoviti u uklanjanju onečišćenja koja ili ne privlače ugljik ili patogene bakterije i viruse.
Ekonomska i održiva alternativa
U nedavnoj studiji objavljenoj u Granice u kemiji, istraživači su stvorili pristupačan, jeftin i održiv materijal za borbu protiv onečišćenja zraka i vode. Ovaj novi "zeleni" porozni materijal proizveden je iz krutog otpada i ima ga u izobilju organski prirodni polimeri izgledaju vrlo obećavajuće u smislu adsorpcije zagađivača u otpadnoj vodi i zraku u usporedbi s aktivnim ugljenom i označeni su kao "ekonomična alternativa". Ovaj novi "zeleni" adsorbent je kombinacija prirodno bogate sirovine - polisaharida nazvanog natrijev alginat koji se može ekstrahirati iz morskih algi i algi - s industrijskim nusproizvodom - silicijevim dioksidom (nusprodukt obrade metalne legure silicija). Sintetiziran je vrlo lako i konsolidiran svojstvima geliranja alginata i razgradnjom natrijevog bikarbonata kontrolirane poroznosti na niskim temperaturama na različitim duljinama. Za ispitivanje onečišćenja otpadnih voda kao model zagađivača korištena je plava boja. Vidjelo se da je novi hibridni materijal adsorbirao i uklonio boju s učinkovitošću od oko 94 posto, što je bilo vrlo ohrabrujuće. Uklonjene su čak i vrlo visoke koncentracije ove boje. Ovaj materijal pokazao je ohrabrujuće sposobnosti za hvatanje čestica iz ispušnih plinova dizela. Studija koju je vodila dr. ElzaBontempi sa Sveučilišta Brescia, Italija, zaključuje da je ovaj materijal mogao vrlo učinkovito zamijeniti aktivni ugljen u svojoj sposobnosti hvatanja finih čestica u zraku i organski zagađivača u otpadnim vodama čime se smanjuje onečišćenje.
Ovo je uzbudljiv posao, budući da se ovaj novi materijal proizvodi na vrlo inovativan i jeftin način od prirodno bogatih polimera i nusproizvoda industrijskog otpada koji se ionako uvijek odbacuje. Ovaj novi materijal naziva se "organski-anorganski hibrid” nije samo niska cijena, već je i održiv i obnovljiv i mogao bi zapravo istisnuti aktivni ugljen i postati preferirani izbor. Čak je potrošio manje energije kada je proizveden ("utjelovljena" energija) i stoga ostavlja mnogo manji ugljični otisak. Ovaj materijal je također samostabilizirajući i ne zahtijeva termičku obradu na visokim temperaturama, a također se može povećati za različite eksperimente. Testovi koji su u tijeku nadalje pokazuju da se može skladištiti u ambijentalnim uvjetima i da s vremenom postaje stabilniji, a da se uopće ne degradira. Stoga je vrlo svestran i može imati širok raspon primjena u filtraciji zraka i vode. To stvara veliku nadu za borbu protiv onečišćenja zraka i vode i zaštitu majke Zemlje, kao i čovječanstva.
***
{Izvorni istraživački rad možete pročitati klikom na vezu DOI koja se nalazi u nastavku na popisu citiranih izvora}
Izvor (i)
Zanoletti A i sur. 2019. Novi porozni hibridni materijal dobiven od silicij dioksida i alginata za održivo smanjenje onečišćujućih tvari. Granice u kemiji. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060
