Studie het 'n nuwe materiaal vervaardig wat lug kan adsorbeer en water besoedelingstowwe en kan 'n laekoste volhoubare alternatief vir die tans gebruikte geaktiveerde koolstof wees
Besoedeling maak ons planeet s'n land, water, lug en ander bestanddele van die omgewing vuil, onveilig en ongeskik om te gebruik. Besoedeling word veroorsaak deur kunsmatige inbring of binnedring van 'n kontaminant(e) in 'n natuurlike omgewing. Besoedeling is van verskillende tipes; voorbeeld grond besoedeling word meestal veroorsaak deur huishoudelike weggooi of vullis en industriële afval deur kommersiële maatskappye. water besoedeling word veroorsaak wanneer vreemde stowwe ingevoer word water sluit chemikalieë, riool in water, plaagdoders en kunsmis of metale soos kwik. Lugbesoedeling word veroorsaak deur deeltjies in die lug van brandende brandstof, soos roet, wat miljoene klein deeltjies bevat wat in die lug dryf. Nog 'n algemene tipe lugbesoedeling is gevaarlike gasse, soos swaeldioksied, koolstofmonoksied, stikstofoksiede en chemiese dampe. lugbesoedeling kan ook die vorm van kweekhuisgasse (soos koolstofdioksied of swaeldioksied) aanneem en die verhitting van ons vliegtuig deur kweekhuiseffek. Ander tipe besoedeling is geraasbesoedeling wanneer die klank wat van vliegtuie, nywerhede of ander bronne kom, skadelike vlakke bereik.
Ten spyte van groot pogings wat die afgelope jare aangewend is om die omgewing skoon te maak, bly besoedeling 'n groot probleem en hou voortdurende risiko's vir gesondheid in, wat 200 miljoen mense wêreldwyd raak. Die probleme is onteenseglik die grootste in die ontwikkelende wêreld, waar tradisionele bronne van besoedeling soos industriële emissies, swak sanitasie, onvoldoende afvalbestuur, besmet water voorrade en blootstelling aan binnenshuise lugbesoedeling van biomassabrandstowwe raak groot getalle mense. Selfs in ontwikkelde lande bly omgewingsbesoedeling egter voort, veral onder armer sektore van die samelewing. Alhoewel die risiko's oor die algemeen hoër is in ontwikkelende lande, waar armoede, ekonomiese beperkinge vir die aanvaarding van tegnologie en swak omgewingswette kombineer om hoë besoedelingsvlakke te veroorsaak. Hierdie risiko word verder vererger deur onveilig water, swak sanitasie, swak higiëne en binnenshuise lugbesoedeling. Besoedeling het nadelige uitwerking op ongebore en groeiende kinders, en lewensverwagting kan so laag as 45 jaar wees as gevolg van kankers en ander siektes. Lug- en waterbesoedeling is 'n stille moordenaar en word vermoedelik ons nadelige beïnvloed vliegtuig en op sy beurt die mensdom. Die lug wat ons inasem het 'n baie definitiewe chemiese samestelling wat 99 persent van stikstof, suurstof, waterdamp en inerte gasse is. Lugbesoedeling vind plaas wanneer dinge wat nie normaalweg by die lug gevoeg word nie. Deeltjies – vaste deeltjies en vloeibare druppels wat in die lug gevind word en deur kragsentrales, nywerhede, motors en brande vrygestel word – is nou alomteenwoordig in stede en selfs voorstedelike gebiede. Ook word miljoene ton industriële uitvloeisel in die wêreld s'n vrygestel waters elke jaar. Beide deeltjies en kleurstowwe is hoogs giftig vir die omgewing, ekosisteem en vir die mensdom.
Verskeie metodes en prosedures word gereeld gebruik vir die aanpak van lug en water besoedeling, insluitend filtrasie, ioon-uitruiling, stolling, ontbinding, adsorpsie, ens. en elkeen van hierdie metodes vertoon verskillende sukseskoerse. As dit vergelyk word, word adsorpsie as die mees haalbare beskou omdat dit eenvoudig, maklik om te bedryf, hoë doeltreffendheid, gemak om te gebruik, ens. water, is geaktiveerde koolstof die adsorbens wat die meeste gebruik word. Ook genoem geaktiveerde houtskool, dit is 'n vorm van koolstof wat verwerk word om klein, lae-volume porieë te hê wat die oppervlak wat beskikbaar is vir adsorpsie of chemiese reaksies vergroot. Trouens, geaktiveerde koolstof is die goue standaard in adsorberende middels. Koolstof het 'n natuurlike affiniteit vir organiese besoedelingstowwe soos benseen, wat aan sy oppervlak bind. As jy koolstof “aktiveer” maw stoom dit teen 1,800 XNUMX grade vorm dit klein porieë en sakke wat sy oppervlak vergroot. Plaagdoders, chloroform en ander kontaminante gly in die gate van hierdie heuningkoek en hou vas. Ook bly daar geen koolstof in die water oor sodra dit deeglik behandel is nie. Watersuiweringsaanlegte in ontwikkelende lande soos China en Indië gebruik gereeld geaktiveerde koolstof. Net so het geaktiveerde koolstof spesiale eienskappe wat help om vlugtige verbindings, reuke en ander gasvormige besoedelingstowwe uit die lug te verwyder. Die manier waarop dit werk is redelik eenvoudig. Daar is 'n paar nadele van geaktiveerde koolstof, eerstens is dit baie duur en het 'n baie kort raklewe aangesien dit net gebruik kan word totdat sy porieë vol is - daarom moet jy die filter van tyd tot tyd verander. Geaktiveerde koolstof is ook moeilik om te regenereer en die doeltreffendheid daarvan neem mettertyd af. Hulle is nie effektief om daardie kontaminante te verwyder wat óf nie aangetrokke is tot koolstof óf patogeniese bakterieë en virusse nie.
'n Ekonomiese en volhoubare alternatief
In 'n onlangse studie gepubliseer in Grense in Chemie, het navorsers 'n bekostigbare laekoste en volhoubare materiaal geskep om lug- en waterbesoedeling aan te pak. Hierdie nuwe "groen" poreuse materiaal vervaardig uit vaste afval en volop organiese natuurlike polimere lyk baie belowend in terme van die adsorbering van besoedelingstowwe in afvalwater en lug in vergelyking met geaktiveerde koolstof en word as 'n "ekonomiese alternatief" bestempel. Hierdie nuwe "groen" adsorbens is 'n kombinasie van 'n natuurlike oorvloedige grondstof - 'n polisakkaried genaamd natriumalginaat wat uit seewier en alge onttrek kan word - met 'n industriële neweproduk - silika-rook (deur produk van silikonmetaallegeringsverwerking). Dit is baie maklik gesintetiseer en gekonsolideer deur die gelerende eienskappe van alginaat en deur ontbinding van natriumbikarbonaat beheerde porositeit by lae temperature by verskillende skaallengtes. Vir die toetsing van die afvalwaterbesoedeling is 'n blou kleurstof as 'n modelbesoedeling gebruik. Daar is gesien dat die nuwe bastermateriaal die kleurstof met 'n doeltreffendheid van ongeveer 94 persent geadsorbeer en verwyder het, wat baie bemoedigend was. Selfs baie hoë konsentrasies van hierdie kleurstof is verwyder. Hierdie materiaal het bemoedigende vermoëns getoon om deeltjies van dieseluitlaatgas op te vang. Die studie gelei deur Dr.ElzaBontempi van die Universiteit van Brescia, Italië, kom tot die gevolgtrekking dat hierdie materiaal in staat was om geaktiveerde koolstof baie doeltreffend te vervang in sy vermoë om beide fyn deeltjies in lug op te vang en ook organiese besoedelingstowwe in afvalwater verminder dus die besoedeling.
Dit is opwindende werk, aangesien hierdie nuwe materiaal op 'n baie innoverende en goedkoop manier vervaardig word uit natuurlike volop polimere en industriële afval neweproduk wat in elk geval altyd weggegooi word. Hierdie nuwe materiaal word as 'n "organiese-anorganiese baster” is nie net laekoste nie, dit is ook volhoubaar en regenereerbaar en kan eintlik die geaktiveerde koolstof verplaas en 'n voorkeurkeuse word. Dit het selfs minder energie verbruik toe dit geproduseer is (die "beliggaamde" energie) en laat dus 'n baie laer koolstofvoetspoor. Hierdie materiaal is ook selfstabiliserend en benodig nie 'n termiese behandeling by hoë temperature nie en kan ook opgeskaal word vir verskillende eksperimentering. Deurlopende toetse dui verder daarop dat dit by omgewingstoestande gestoor kan word en dit word net mettertyd meer stabiel terwyl dit glad nie afbreek nie. Dit is dus baie veelsydig en kan 'n wye reeks toepassings in lug- en waterfiltrasie hê. Dit skep groot hoop vir die bekamping van lug- en waterbesoedeling en die beskerming van moederaarde sowel as die mensdom.
***
{Jy kan die oorspronklike navorsingsartikel lees deur die DOI-skakel wat hieronder gegee word in die lys van aangehaalde bronne te klik}
Bronne)
Zanoletti A et al. 2019. 'n Nuwe poreuse bastermateriaal afgelei van silikadamp en alginaat vir volhoubare vermindering van besoedeling. Grense in Chemie. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060
