Une étude a produit un nouveau matériau qui pourrait adsorber les polluants de l'air et de l'eau et pourrait être une alternative durable à faible coût au charbon actif actuellement utilisé
Pollution fait notre la planète la terre, l'eau, l'air et d'autres constituants de l'environnement sont sales, dangereux et impropres à l'utilisation. Pollution est causée par l'introduction artificielle ou l'entrée d'un ou de plusieurs contaminants dans un environnement naturel. La pollution est de divers types; Par exemple, la pollution des sols est principalement causée par les déchets ménagers ou les ordures et les déchets industriels des entreprises commerciales. La pollution de l'eau est causée lorsque des substances étrangères sont introduites dans l'eau, notamment des produits chimiques, des eaux usées, des pesticides et des engrais ou des métaux comme le mercure. La pollution de l'air est causée par des particules dans l'air provenant de la combustion de carburants, comme la suie, contenant des millions de minuscules particules flottant dans l'air. Les gaz dangereux, tels que le dioxyde de soufre, le monoxyde de carbone, les oxydes d'azote et les vapeurs chimiques, sont un autre type courant de pollution de l'air. pollution de l'air peut également prendre la forme de gaz à effet de serre (comme le dioxyde de carbone ou le dioxyde de soufre) et contribuer au réchauffement de notre planète. planète par effet de serre. Un autre type de pollution est la pollution sonore, lorsque le son provenant des avions, de l'industrie ou d'autres sources atteint des niveaux nocifs.
Malgré les efforts importants déployés ces dernières années pour assainir l'environnement, la pollution reste un problème majeur et pose des risques permanents pour la santé, touchant 200 millions de personnes dans le monde. Les problèmes sont indéniablement les plus importants dans le monde en développement, où les sources traditionnelles de pollution telles que les émissions industrielles, les mauvaises conditions d'assainissement, la gestion inadéquate des déchets, l'approvisionnement en eau contaminée et l'exposition à la pollution de l'air intérieur par les biocombustibles affectent un grand nombre de personnes. Même dans les pays développés, cependant, la pollution de l'environnement persiste, plus particulièrement parmi les secteurs les plus pauvres de la société. Bien que les risques soient généralement plus élevés dans les pays en développement, où la pauvreté, les contraintes économiques pour l'adoption de la technologie et la faiblesse des lois environnementales se combinent pour provoquer des niveaux de pollution élevés. Ce risque est encore aggravé par l'eau insalubre, un assainissement médiocre, une mauvaise hygiène et la pollution de l'air intérieur. La pollution a des effets néfastes sur les enfants à naître et en pleine croissance, et l'espérance de vie peut atteindre 45 ans à cause des cancers et d'autres maladies. Pollution de l'air et de l'eau est un tueur silencieux et on pense qu'il nuit à notre planète et à son tour l’humanité. L'air que nous respirons a une composition chimique très définie composée à 99 % d'azote, d'oxygène, de vapeur d'eau et de gaz inertes. La pollution de l'air se produit lorsque des éléments qui ne sont normalement pas ajoutés à l'air. Les particules – particules solides et gouttelettes liquides présentes dans l’air et émises par les centrales électriques, l’industrie, les automobiles et les incendies – sont désormais omniprésentes dans les villes et même dans les zones suburbaines. En outre, des millions de tonnes d'effluents industriels sont rejetées chaque année dans les eaux de la planète. Les particules et les colorants sont hautement toxiques pour l’environnement, les écosystèmes et l’humanité.
Diverses méthodes et procédures sont couramment utilisées pour lutter contre la pollution de l'air et de l'eau, notamment la filtration, l'échange d'ions, la coagulation, la décomposition, l'adsorption, etc. et chacune de ces méthodes présente des taux de réussite différents. En comparaison, l'adsorption est considérée comme la plus réalisable car elle est simple, facile à utiliser, très efficace, pratique à utiliser, etc. Parmi les différents adsorbants, dans la réduction de la pollution de l'air et des eaux usées, le charbon actif est l'adsorbant le plus couramment utilisé. Également appelé charbon actif, il s'agit d'une forme de charbon traité pour avoir de petits pores de faible volume qui augmentent la surface disponible pour l'adsorption ou les réactions chimiques. En fait, le charbon actif est la référence en matière d’adsorbants. Le carbone a une affinité naturelle pour biologique des polluants comme le benzène, qui se lient à sa surface. Si vous « activez » le charbon, c'est-à-dire le vaporisez à 1,800 XNUMX degrés, il forme de petits pores et poches qui augmentent sa surface. Les pesticides, le chloroforme et d'autres contaminants glissent dans les trous de ce nid d'abeilles et retiennent fermement. De plus, aucun carbone ne reste dans l'eau une fois qu'elle a été soigneusement traitée. Les usines de traitement de l'eau des pays en développement comme la Chine et l'Inde utilisent régulièrement du charbon actif. De même, le charbon actif possède des propriétés spéciales qui aident à éliminer les composés volatils, les odeurs et autres polluants gazeux de l’air. La façon dont cela fonctionne est assez simple. Le charbon actif présente quelques inconvénients : tout d’abord, il est très cher et a une durée de conservation très courte car il ne peut être utilisé que jusqu’à ce que ses pores se remplissent – c’est pourquoi il faut changer le filtre de temps en temps. Le charbon actif est également difficile à régénérer et son efficacité diminue avec le temps. Ils ne sont pas efficaces pour éliminer les contaminants qui ne sont pas attirés par les carbones ou les bactéries et virus pathogènes.
Une alternative économique et durable
Dans une étude récente publiée dans Frontières en chimie, les chercheurs ont créé un matériau abordable, peu coûteux et durable pour lutter contre la pollution de l'air et de l'eau. Ce nouveau matériau poreux « vert » produit à partir de déchets solides et abondants biologique Les polymères naturels semblent très prometteurs en termes d'adsorption des polluants dans les eaux usées et l'air par rapport au charbon actif et sont étiquetés comme une « alternative économique ». Ce nouvel adsorbant « vert » est une combinaison d’une matière première naturellement abondante – un polysaccharide appelé alginate de sodium qui peut être extrait des algues et des algues – avec un sous-produit industriel – la fumée de silice (sous-produit du traitement de l’alliage de silicium métallique). Il a été synthétisé très facilement et consolidé par les propriétés gélifiantes de l'alginate et par décomposition du bicarbonate de sodium à porosité contrôlée à basse température et à différentes longueurs d'échelle. Pour les tests de pollution des eaux usées, un colorant bleu a été utilisé comme polluant modèle. Il a été constaté que le nouveau matériau hybride adsorbait et éliminait le colorant avec une efficacité d’environ 94 pour cent, ce qui était très encourageant. Même des concentrations très élevées de ce colorant ont été éliminées. Ce matériau a montré des capacités encourageantes pour piéger les particules provenant des gaz d’échappement diesel. L'étude dirigée par le Dr ElzaBontempi de l'Université de Brescia, en Italie, conclut que ce matériau était capable de remplacer très efficacement le charbon actif dans sa capacité à capturer à la fois les particules fines présentes dans l'air et également biologique polluants dans les eaux usées, réduisant ainsi la pollution.
Il s’agit d’un travail passionnant, car ce nouveau matériau est produit de manière très innovante et peu coûteuse à partir de polymères naturellement abondants et de sous-produits de déchets industriels qui sont de toute façon toujours jetés. Ce nouveau matériau étant qualifié de «biologique« hybride inorganique » n'est pas seulement peu coûteux, il est également durable et régénérable et pourrait en fait remplacer le charbon actif et devenir un choix privilégié. Il a même consommé moins d’énergie lors de sa production (l’énergie « grise ») et laisse ainsi une empreinte carbone beaucoup plus faible. Ce matériau est également auto-stabilisant et ne nécessite pas de traitement thermique à haute température et peut également être mis à l'échelle pour différentes expérimentations. Les tests en cours indiquent en outre qu'il peut être stocké dans des conditions ambiantes et qu'il ne fait que devenir plus stable avec le temps sans se dégrader du tout. Ainsi, il est très polyvalent et pourrait avoir un large éventail d’applications dans la filtration de l’air et de l’eau. Cela génère un immense espoir dans la lutte contre la pollution de l’air et de l’eau et dans la protection de la Terre nourricière ainsi que de l’humanité.
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Sources)
Zanoletti A et al. 2019. Un nouveau matériau hybride poreux dérivé de la fumée de silice et de l'alginate pour une réduction durable des polluants. Frontières en chimie. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060
