Дослідження створило новий матеріал, який може адсорбувати повітря та води забруднювачів і може бути недорогою стійкою альтернативою активованому вугіллю, що зараз використовується
Забруднення робить наш планети земля, води, повітря та інші компоненти навколишнього середовища брудні, небезпечні та непридатні для використання. Забруднення викликається штучним введенням або надходженням забруднювача(ів) у природне середовище. Забруднення буває різних видів; приклад землі забруднення здебільшого викликане побутовими відходами або сміттям і промисловими відходами комерційних компаній. вода забруднення виникає при попаданні сторонніх речовин води включають хімічні речовини, стічні води води, пестициди та добрива або метали, такі як ртуть. Забруднення повітря спричинене частинками в повітрі від спалювання палива, як-от сажа, яка містить мільйони дрібних частинок, що плавають у повітрі. Іншим поширеним типом забруднення повітря є небезпечні гази, такі як діоксид сірки, чадний газ, оксиди азоту та хімічні пари. забруднення повітря може також приймати форму парникових газів (таких як вуглекислий газ або діоксид сірки) і сприяти нагріванню нашого планета через парниковий ефект. Іншим видом забруднення є шумове забруднення, коли звук, що надходить від літаків, промисловості чи інших джерел, досягає шкідливого рівня.
Незважаючи на великі зусилля, які були докладені протягом останніх років для очищення навколишнього середовища, забруднення залишається серйозною проблемою та створює постійний ризик для здоров’я, вражаючи 200 мільйонів людей у всьому світі. Проблеми, безсумнівно, є найбільшими у країнах, що розвиваються, де традиційні джерела забруднення, такі як промислові викиди, погані санітарні умови, неналежне поводження з відходами, забруднені води постачання та вплив забруднення повітря в приміщеннях від палива з біомаси впливає на велику кількість людей. Однак навіть у розвинутих країнах забруднення навколишнього середовища продовжується, особливо серед бідних верств суспільства. Хоча ризики, як правило, вищі в країнах, що розвиваються, де бідність, економічні обмеження для впровадження технологій і слабкі закони про охорону навколишнього середовища разом спричиняють високий рівень забруднення. Цей ризик ще більше ускладнюється небезпечністю води, погані санітарні умови, погана гігієна та забруднення повітря в приміщенні. Забруднення згубно впливає на ненароджених дітей і дітей, які ростуть, а очікувана тривалість життя може досягати 45 років через рак та інші захворювання. Забруднення повітря та води є тихим вбивцею, і вважається, що він негативно впливає на наші планета і в свою чергу людство. Повітря, яким ми дихаємо, має дуже певний хімічний склад, який на 99 відсотків складається з азоту, кисню, водяної пари та інертних газів. Забруднення повітря відбувається, коли в повітря не додаються речі, які зазвичай не додаються. Тверді частинки – тверді частинки та краплі рідини, що містяться в повітрі та викидаються електростанціями, промисловістю, автомобілями та пожежами – зараз є повсюдним явищем у містах і навіть приміських районах. Крім того, мільйони тонн промислових стоків потрапляють у світ води щороку. І тверді частинки, і барвники дуже токсичні для навколишнього середовища, екосистеми та людства.
Різні методи та процедури регулярно використовуються для боротьби з повітрям і води забруднення, включаючи фільтрацію, іонообмін, коагуляцію, розкладання, адсорбцію тощо, і кожен із цих методів демонструє різні показники успіху. У порівнянні адсорбція вважається найбільш можливою, оскільки вона проста, легка в експлуатації, має високу ефективність, зручність у використанні тощо. Серед різноманітних адсорбентів, для зменшення забруднення повітря та відходів водиАктивоване вугілля є найпоширенішим адсорбентом. Також називається активованим вугіллям, це форма вугілля, оброблена так, щоб мати маленькі пори малого об’єму, які збільшують площу поверхні, доступну для адсорбції або хімічних реакцій. Насправді активоване вугілля є золотим стандартом в адсорбентах. Вуглець має природну спорідненість до органічний забруднюючі речовини, такі як бензол, які зв’язуються з його поверхнею. Якщо ви «активуєте» вугілля, тобто обробляєте його парою при 1,800 градусах, воно утворює невеликі пори та кишені, які збільшують площу його поверхні. Пестициди, хлороформ та інші забруднювачі ковзають в отвори цього стільника і міцно утримуються. Крім того, після ретельної обробки у воді не залишається вуглецю. Водоочисні споруди в країнах, що розвиваються, як Китай та Індія, регулярно використовують активоване вугілля. Подібним чином активоване вугілля має спеціальні властивості, які допомагають видаляти з повітря леткі сполуки, запахи та інші газоподібні забруднювачі. Спосіб його роботи досить простий. У активованого вугілля є кілька недоліків, по-перше, воно дуже дороге та має дуже короткий термін придатності, оскільки його можна використовувати лише до тих пір, поки його пори не заповняться, тому вам доведеться час від часу міняти фільтр. Активоване вугілля також важко регенерувати, і його ефективність з часом знижується. Вони неефективні для видалення забруднень, які або не приваблюють вуглець, або патогенні бактерії та віруси.
Економічна та стійка альтернатива
У недавньому дослідженні, опублікованому в Кордони в хімії, дослідники створили доступний недорогий і стійкий матеріал для боротьби із забрудненням повітря та води. Цей новий «зелений» пористий матеріал виробляється з твердих відходів у великій кількості органічний природні полімери виглядають дуже перспективними з точки зору адсорбції забруднюючих речовин у стічних водах і повітрі порівняно з активованим вугіллям і позначаються як «економічна альтернатива». Цей новий «зелений» адсорбент являє собою комбінацію природної сировини – полісахариду під назвою альгінат натрію, який можна добути з морських водоростей – із промисловим побічним продуктом – кремнеземом (побічним продуктом переробки металевого кремнієвого сплаву). Він був дуже легко синтезований і консолідований за допомогою гелеутворювальних властивостей альгінату та шляхом розкладання бікарбонату натрію, контрольованої пористості при низьких температурах на різних масштабах. Для тестування на забруднення стічних вод як модель забруднювача використовувався синій барвник. Було видно, що новий гібридний матеріал адсорбував і видаляв барвник з ефективністю близько 94 відсотків, що було дуже обнадійливим. Навіть дуже високі концентрації цього барвника були видалені. Цей матеріал продемонстрував обнадійливу здатність уловлювати тверді частинки з вихлопних газів дизеля. Дослідження під керівництвом доктора Ельзи Бонтемпі з Університету Брешії, Італія, прийшло до висновку, що цей матеріал міг дуже ефективно замінити активоване вугілля завдяки своїй здатності вловлювати як дрібні тверді частинки в повітрі, так і органічний забруднювачів у стічних водах, таким чином зменшуючи забруднення.
Це захоплююча робота, оскільки цей новий матеріал виробляється дуже інноваційним і недорогим способом з природних полімерів і побічних продуктів промислових відходів, які завжди викидаються. Цей новий матеріал називається «органічний-неорганічний гібрид» — це не тільки низька вартість, але й екологічність, здатність до регенерації, яка фактично може витіснити активоване вугілля та стати кращим вибором. Він навіть споживає менше енергії під час виробництва («втілена» енергія) і, таким чином, залишає набагато менший вуглецевий слід. Цей матеріал також самостабілізується і не вимагає термічної обробки при високих температурах, а також може бути збільшений для різних експериментів. Тести, що тривають, також показують, що його можна зберігати за умов навколишнього середовища, і він стає стабільнішим з часом, не деградуючи взагалі. Таким чином, він дуже універсальний і може мати широкий спектр застосувань у фільтрації повітря та води. Це породжує величезну надію на боротьбу із забрудненням повітря та води та захист матері-землі, а також людства.
***
{Ви можете прочитати оригінальну дослідницьку роботу, натиснувши посилання DOI, наведене нижче в списку цитованих джерел(ів)}
Джерела
Zanoletti A та ін. 2019. Новий пористий гібридний матеріал, отриманий з випарів кремнезему та альгінату для стійкого зменшення забруднення. Кордони в хімії. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060
