Ang pag-aaral ay gumawa ng isang bagong materyal na maaaring sumipsip ng hangin at tubig mga pollutant at maaaring maging isang murang napapanatiling alternatibo sa kasalukuyang ginagamit na activated carbon
Karumihan gumagawa ng ating planeta's lupa, tubig, hangin at iba pang bahagi ng kapaligiran na marumi, hindi ligtas at hindi angkop na gamitin. Karumihan ay sanhi ng artipisyal na pagpapapasok o pagpasok ng isang (mga) contaminant sa isang natural na kapaligiran. Karumihan ay may iba't ibang uri; halimbawa ng lupa karumihan ay kadalasang sanhi ng pagtatapon ng sambahayan o basura at basurang pang-industriya ng mga komersyal na kumpanya. tubig karumihan ay sanhi kapag ang mga dayuhang sangkap ay ipinakilala sa tubig isama ang mga kemikal, dumi sa alkantarilya tubig, pestisidyo at pataba o mga metal tulad ng mercury. Ang polusyon sa hangin ay sanhi ng mga particle sa hangin mula sa nasusunog na mga gatong, tulad ng soot, na naglalaman ng milyun-milyong maliliit na particle na lumulutang sa hangin. Ang isa pang karaniwang uri ng polusyon sa hangin ay ang mga mapanganib na gas, tulad ng sulfur dioxide, carbon monoxide, nitrogen oxides at mga kemikal na singaw. air polusyon maaari ding magkaroon ng anyo ng mga greenhouse gases (tulad ng carbon dioxide o sulfur dioxide) at tumulong sa pag-init ng ating planeta sa pamamagitan ng greenhouse effect. Ang iba pang uri ng polusyon ay ang polusyon sa ingay kapag ang tunog na nagmumula sa mga eroplano, industriya o iba pang pinagmumulan ay umabot sa mapanganib na antas.
Sa kabila ng malalaking pagsisikap na ginawa sa nakalipas na mga taon upang linisin ang kapaligiran, ang polusyon ay nananatiling isang malaking problema at nagdudulot ng patuloy na mga panganib sa kalusugan, na nakakaapekto sa 200 milyong tao sa buong mundo. Ang mga problema ay hindi maikakaila na pinakamalaki sa papaunlad na mundo, kung saan ang mga tradisyonal na pinagmumulan ng polusyon tulad ng mga industrial emissions, mahinang sanitasyon, hindi sapat na pamamahala ng basura, kontaminado. tubig Ang mga supply at pagkakalantad sa panloob na polusyon sa hangin mula sa mga biomass fuel ay nakakaapekto sa malaking bilang ng mga tao. Maging sa mga mauunlad na bansa, gayunpaman, nagpapatuloy ang polusyon sa kapaligiran, lalo na sa mga mahihirap na sektor ng lipunan. Kahit na ang mga panganib sa pangkalahatan ay mas mataas sa mga umuunlad na bansa, kung saan ang kahirapan, mga paghihigpit sa ekonomiya para sa paggamit ng teknolohiya at mga mahihinang batas sa kapaligiran ay nagsasama upang maging sanhi ng mataas na antas ng polusyon. Ang panganib na ito ay pinalala pa ng hindi ligtas tubig, mahinang sanitasyon, mahinang kalinisan at polusyon sa hangin sa loob ng bahay. Ang polusyon ay may masamang epekto sa hindi pa isinisilang at lumalaking mga bata, at ang pag-asa sa buhay ay maaaring kasing baba ng 45 taon dahil sa mga kanser at iba pang sakit. Polusyon sa hangin at tubig ay isang silent killer at inaakalang makakaapekto sa atin planeta at siya namang sangkatauhan. Ang hangin na ating nilalanghap ay may napakatiyak na komposisyon ng kemikal na 99 porsyento ng nitrogen, oxygen, singaw ng tubig at mga inert na gas. Ang polusyon sa hangin ay nangyayari kapag ang mga bagay na hindi karaniwang idinaragdag sa hangin. Ang mga particulate matter - mga solidong particle at mga likidong patak na matatagpuan sa hangin at ibinubuga mula sa mga planta ng kuryente, industriya, sasakyan at apoy - ay nasa lahat ng dako sa mga lungsod at maging sa mga suburban na lugar. Gayundin, milyon-milyong tonelada ng mga pang-industriyang effluent ang inilalabas sa mundo tubig Taon taon. Ang parehong particulate matter at mga tina ay lubhang nakakalason sa kapaligiran, ecosystem at sa sangkatauhan.
Iba't ibang pamamaraan at pamamaraan ang karaniwang ginagamit para sa pagharap sa hangin at tubig polusyon, kabilang ang pagsasala, pagpapalitan ng ion, coagulation, decomposition, adsorptionetc at bawat isa sa mga pamamaraang ito ay nagpapakita ng iba't ibang antas ng tagumpay. Kung ihahambing, ang adsorption ay itinuturing na pinaka-magagawa dahil sa pagiging simple, madaling patakbuhin, pagkakaroon ng mataas na kahusayan, kaginhawaan sa paggamit atbp. Kabilang sa iba't ibang mga adsorbents, sa pagpapababa ng polusyon ng hangin at basura tubig, ang activated carbon ay ang pinakakaraniwang ginagamit na adsorbent. Tinatawag din na activated charcoal, ito ay isang anyo ng carbon na naproseso upang magkaroon ng maliliit, mababang-volume na mga pores na nagpapataas ng surface area na magagamit para sa adsorption o mga kemikal na reaksyon. Sa katunayan, ang activated carbon ay ang pamantayang ginto sa mga adsorbents. Ang carbon ay may likas na pagkakaugnay para sa ng bahagi ng katawan mga pollutant tulad ng benzene, na nagbubuklod sa ibabaw nito. Kung "i-activate" mo ang carbon ie steam ito sa 1,800 degrees ito ay bumubuo ng maliit na mga pores at mga bulsa na nagpapataas sa ibabaw nito. Ang mga pestisidyo, chloroform, at iba pang mga contaminant ay dumudulas sa mga butas ng pulot-pukyutan na ito at kumakapit nang mahigpit. Gayundin, walang carbon na natitira sa tubig kapag ito ay lubusang nagamot. Ang mga water treatment plant sa mga umuunlad na bansa tulad ng China at India ay regular na gumagamit ng activated carbon. Katulad nito, ang activated carbon ay may mga espesyal na katangian na tumutulong sa pag-alis ng mga pabagu-bagong compound, amoy, at iba pang mga gas na pollutant mula sa hangin. Ang paraan ng paggawa nito ay medyo diretso. Mayroong ilang mga downside ng activated carbon, una ay napakamahal at may napakaikling buhay sa istante dahil magagamit lamang ito hanggang sa mapuno ang mga pores nito – kaya naman kailangan mong baguhin ang filter paminsan-minsan. Ang activated carbon ay mahirap ding buuin at ang pagiging epektibo nito ay bumababa sa paglipas ng panahon. Ang mga ito ay hindi epektibo sa pag-alis ng mga kontaminant na maaaring hindi naaakit sa mga carbon o pathogenic bacteria at virus.
Isang pang-ekonomiya at napapanatiling alternatibo
Sa isang kamakailang pag-aaral na inilathala sa Mga Hangganan sa Chemistry, ang mga mananaliksik ay lumikha ng isang abot-kayang mura at napapanatiling materyal para sa pagharap sa polusyon sa hangin at tubig. Ang bagong "berde" na buhaghag na materyal na ito ay ginawa mula sa mga solidong basura at sagana ng bahagi ng katawan Ang mga natural na polimer ay mukhang napaka-promising sa mga tuntunin ng pag-adsorb ng mga pollutant sa wastewater at hangin kung ihahambing sa activated carbon at binansagan bilang isang "pang-ekonomiyang alternatibo". Ang bagong "berde" na adsorbent na ito ay isang kumbinasyon ng isang likas na masaganang hilaw na materyal - isang polysaccharide na tinatawag na sodium alginate na maaaring makuha mula sa seaweed at algae-na may isang pang-industriya na produkto - silica fume (sa pamamagitan ng produkto ng pagproseso ng silicon metal alloy). Ito ay na-synthesize nang napakadali at pinagsama ng mga katangian ng gelling ng alginate at sa pamamagitan ng agnas ng sodium-bicarbonate na kinokontrol na porosity sa mababang temperatura sa iba't ibang haba ng sukat. Para sa pagsubok sa polusyon ng wastewater, ginamit ang isang asul na tina bilang isang modelong pollutant. Nakita na ang bagong hybrid na materyal ay nag-adsorbed at nag-alis ng pangulay na may kahusayan na humigit-kumulang 94 porsiyento, na lubhang nakapagpapatibay. Kahit na ang napakataas na konsentrasyon ng pangulay na ito ay inalis. Ang materyal na ito ay nagpakita ng mga nakapagpapatibay na kakayahan para sa pag-trap ng particulate matter mula sa diesel exhaust fume. Ang pag-aaral na pinangunahan ni Dr.ElzaBontempi mula sa Unibersidad ng Brescia, Italy, ay nagtapos na ang materyal na ito ay nakapagpalit ng activated carbon nang napakahusay sa kakayahan nitong makuha ang parehong pinong particulate matter sa hangin at gayundin ng bahagi ng katawan mga pollutant sa wastewater kaya nababawasan ang polusyon.
Ito ay kapana-panabik na gawain, dahil ang bagong materyal na ito ay ginawa sa isang napaka-makabagong at murang paraan mula sa mga likas na masaganang polimer at pang-industriya na basurang by-product na kahit papaano ay palaging itinatapon. Ang bagong materyal na ito ay tinatawag na "ng bahagi ng katawan-inorganic hybrid" ay hindi lamang mababang halaga, ito ay napapanatiling at nababagong muli at maaaring aktwal na palitan ang activated carbon at maging isang ginustong pagpipilian. Kumokonsumo pa ito ng mas kaunting enerhiya kapag ginawa (ang "embodied" na enerhiya) at sa gayon ay nag-iiwan ng mas mababang carbon footprint. Ang materyal na ito ay nagpapatatag din sa sarili at hindi nangangailangan ng thermal treatment sa mataas na temperatura at maaari ding palakihin para sa iba't ibang eksperimento. Isinasaad pa ng mga patuloy na pagsusuri na maaari itong maimbak sa mga kondisyon ng kapaligiran at nagiging mas matatag lamang ito sa paglipas ng panahon habang hindi man lang nabababa. Kaya, ito ay lubos na maraming nalalaman at maaaring magkaroon ng malawak na hanay ng mga aplikasyon sa pagsasala ng hangin at tubig. Lumilikha ito ng malaking pag-asa para labanan ang polusyon sa hangin at tubig at protektahan ang inang lupa pati na rin ang sangkatauhan.
***
{Maaari mong basahin ang orihinal na papel ng pananaliksik sa pamamagitan ng pag-click sa link ng DOI na ibinigay sa ibaba sa listahan ng (mga) binanggit na pinagmulan}
Pinagmulan (s)
Zanoletti A et al. 2019. Isang Bagong Porous Hybrid Material na Nagmula sa Silica Fume at Alginate para sa Sustainable Pollutants Reduction. Mga Hangganan sa Chemistry. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060
