Studie vytvořila nový materiál, který by mohl adsorbovat vzduch a voda znečišťujících látek a mohla by být levnou udržitelnou alternativou k v současnosti používanému aktivnímu uhlí
Znečištění dělá naše planety přistát, voda, vzduch a další složky prostředí znečištěné, nebezpečné a nevhodné k použití. Znečištění je způsobeno umělým zavedením nebo vstupem kontaminantu (kontaminantů) do přírodního prostředí. Znečištění je různého typu; příklad země znečištění je způsobena většinou domácími odpady nebo odpadky a průmyslovým odpadem komerčních společností. voda znečištění je způsobena vniknutím cizích látek do voda včetně chemikálií, odpadních vod vodapesticidy a hnojiva nebo kovy jako rtuť. Znečištění ovzduší je způsobeno částicemi ve vzduchu ze spalování paliv, jako jsou saze, které obsahují miliony drobných částic vznášejících se ve vzduchu. Dalším běžným typem znečištění ovzduší jsou nebezpečné plyny, jako je oxid siřičitý, oxid uhelnatý, oxidy dusíku a chemické výpary. znečištění ovzduší může mít také podobu skleníkových plynů (jako je oxid uhličitý nebo oxid siřičitý) a napomáhat oteplování našeho organismu planeta prostřednictvím skleníkového efektu. Jiným typem znečištění je hluk, kdy zvuk vycházející z letadel, průmyslu nebo jiných zdrojů dosahuje škodlivé úrovně.
Navzdory velkému úsilí, které bylo v posledních letech vynaloženo na vyčištění životního prostředí, zůstává znečištění hlavním problémem a představuje pokračující zdravotní rizika, která postihují 200 milionů lidí na celém světě. Problémy jsou nepopiratelně největší v rozvojovém světě, kde tradiční zdroje znečištění, jako jsou průmyslové emise, špatná hygiena, nedostatečné nakládání s odpady, kontaminované voda dodávky a expozice znečištění vnitřního ovzduší palivy z biomasy ovlivňují velké množství lidí. I ve vyspělých zemích však přetrvává znečištění životního prostředí, zejména mezi chudšími vrstvami společnosti. I když jsou rizika obecně vyšší v rozvojových zemích, kde chudoba, ekonomická omezení pro přijímání technologií a slabé ekologické zákony spolu způsobují vysoké úrovně znečištění. Toto riziko je dále umocněno nebezpečným voda, špatná hygiena, špatná hygiena a znečištění vnitřního ovzduší. Znečištění má škodlivé účinky na nenarozené a rostoucí děti a průměrná délka života může být kvůli rakovině a dalším nemocem až 45 let. Znečištění vzduchu a vody je tichý zabiják a předpokládá se, že nepříznivě ovlivňuje naše planeta a zase lidstvo. Vzduch, který dýcháme, má velmi určité chemické složení, které je z 99 procent tvořeno dusíkem, kyslíkem, vodní párou a inertními plyny. Ke znečištění ovzduší dochází, když se do vzduchu běžně nepřidávají věci. Pevné částice – pevné částice a kapičky kapaliny nacházející se ve vzduchu a emitované z elektráren, průmyslu, automobilů a požárů – jsou nyní všudypřítomné ve městech a dokonce i v příměstských oblastech. Do světa jsou také vypouštěny miliony tun průmyslových odpadních vod Vody každý rok. Částice i barviva jsou vysoce toxické pro životní prostředí, ekosystém a pro lidstvo.
Pro boj se vzduchem a vzduchem se běžně používají různé metody a postupy voda znečištění, včetně filtrace, iontové výměny, koagulace, rozkladu, adsorpce atd. a každá z těchto metod vykazuje různé míry úspěšnosti. Ve srovnání s tím je adsorpce považována za nejschůdnější, protože je jednoduchá, snadno ovladatelná, má vysokou účinnost, pohodlí při použití atd. Mezi různými adsorbenty, při snižování znečištění ovzduší a odpadů voda, aktivní uhlí je nejčastěji používaným adsorbentem. Také nazývané aktivní uhlí, je to forma uhlíku zpracovaná tak, aby měla malé póry s malým objemem, které zvětšují plochu povrchu dostupnou pro adsorpci nebo chemické reakce. Ve skutečnosti je aktivní uhlí zlatým standardem v adsorbentech. Uhlík má přirozenou afinitu k organický znečišťující látky jako benzen, které se vážou na jeho povrch. Pokud uhlík „aktivujete“, tj. napaříte ho na 1,800 stupňů, vytvoří se malé póry a kapsy, které zvětší jeho povrch. Pesticidy, chloroform a další kontaminanty sklouznou do otvorů této voštiny a drží se pevně. Po důkladné úpravě ve vodě také nezůstává žádný uhlík. Úpravny vody v rozvojových zemích jako Čína a Indie běžně používají aktivní uhlí. Podobně má aktivní uhlí speciální vlastnosti, které pomáhají při odstraňování těkavých sloučenin, pachů a dalších plynných znečišťujících látek ze vzduchu. Způsob, jakým to funguje, je docela přímočarý. Aktivní uhlí má několik nevýhod, za prvé je velmi drahé a má velmi krátkou životnost, protože jej lze používat pouze do zaplnění jeho pórů – proto musíte filtr čas od času měnit. Aktivní uhlí se také obtížně regeneruje a jeho účinnost s časem klesá. Nejsou účinné při odstraňování těch kontaminantů, které buď nejsou přitahovány uhlíky nebo patogenními bakteriemi a viry.
Ekonomická a udržitelná alternativa
V nedávné studii publikované v Hranice v chemiiVědci vytvořili cenově dostupný a udržitelný materiál pro řešení znečištění ovzduší a vody. Tento nový „zelený“ porézní materiál se vyrábí z pevných odpadů a je hojný organický přírodní polymery vypadají ve srovnání s aktivním uhlím velmi slibně z hlediska adsorpce škodlivin v odpadních vodách a vzduchu a jsou označovány jako „ekonomická alternativa“. Tento nový „zelený“ adsorbent je kombinací přirozeně se vyskytující suroviny – polysacharidu zvaného alginát sodný, který lze extrahovat z mořských řas a řas – s průmyslovým vedlejším produktem – oxidem křemičitým (vedlejším produktem zpracování slitiny křemíkového kovu). Byl syntetizován velmi snadno a konsolidován gelovacími vlastnostmi alginátu a rozkladem hydrogenuhličitanu sodného řízené pórovitosti při nízkých teplotách a různých délkách měřítka. Pro testování znečištění odpadních vod bylo jako modelové polutant použito modré barvivo. Bylo vidět, že nový hybridní materiál adsorboval a odstranil barvivo s účinností asi 94 procent, což bylo velmi povzbudivé. I velmi vysoké koncentrace tohoto barviva byly odstraněny. Tento materiál vykazoval povzbudivé schopnosti zachycovat částice z výfukových plynů nafty. Studie vedená Dr.ElzaBontempi z University of Brescia v Itálii dochází k závěru, že tento materiál byl schopen velmi účinně nahradit aktivní uhlí ve své schopnosti zachytit jak jemné částice ve vzduchu, tak i organický znečišťujících látek v odpadních vodách, čímž se snižuje znečištění.
Je to vzrušující práce, protože tento nový materiál se vyrábí velmi inovativním a levným způsobem z přirozeně se vyskytujících polymerů a průmyslového odpadu jako vedlejšího produktu, který je stejně vždy vyřazen. Tento nový materiál je označován jako „organický-anorganický hybrid“ není jen levný, je také udržitelný a regenerovatelný a mohl by skutečně vytlačit aktivní uhlí a stát se preferovanou volbou. Při výrobě dokonce spotřeboval méně energie ("ztělesněná" energie) a zanechává tak mnohem nižší uhlíkovou stopu. Tento materiál je také samostabilizační a nevyžaduje tepelné zpracování při vysokých teplotách a také může být zvětšen pro různé experimenty. Probíhající testy dále naznačují, že může být skladován za okolních podmínek a v průběhu času se stává stabilnější, přičemž vůbec nedegraduje. Je tedy vysoce univerzální a mohl by mít širokou škálu aplikací ve filtraci vzduchu a vody. To vytváří obrovskou naději na boj se znečištěním ovzduší a vody a na ochranu matky Země i lidstva.
***
{Původní výzkumný dokument si můžete přečíst kliknutím na odkaz DOI uvedený níže v seznamu citovaných zdrojů}
Zdroje)
Zanoletti A a kol. 2019. Nový porézní hybridní materiál odvozený z křemičitého kouře a alginátu pro udržitelné snižování znečišťujících látek. Hranice v chemii, 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060
