QUẢNG CÁO

Vật liệu chi phí thấp được thiết kế sáng tạo mới để chống ô nhiễm không khí và nước

Nghiên cứu đã sản xuất một loại vật liệu mới có thể hấp thụ các chất ô nhiễm không khí và nước và có thể là một giải pháp thay thế bền vững với chi phí thấp cho than hoạt tính đang được sử dụng hiện nay

sự ô nhiễm làm cho đất, nước, không khí và các thành phần khác của hành tinh chúng ta trở nên bẩn thỉu, không an toàn và không thích hợp để sử dụng. sự ô nhiễm được gây ra bởi sự xâm nhập hoặc xâm nhập nhân tạo của (các) chất gây ô nhiễm vào môi trường tự nhiên. Ô nhiễm có nhiều loại khác nhau; Ví dụ ô nhiễm đất phần lớn do rác thải sinh hoạt hoặc rác thải và rác thải công nghiệp của các công ty thương mại gây ra. Ô nhiễm nước được gây ra khi các chất lạ được đưa vào nước bao gồm hóa chất, nước thải, thuốc trừ sâu và phân bón hoặc kim loại như thủy ngân. Ô nhiễm không khí là do các hạt trong không khí từ nhiên liệu đốt cháy, như bồ hóng, chứa hàng triệu hạt nhỏ li ti bay trong không khí. Một loại ô nhiễm không khí phổ biến khác là các khí nguy hiểm, chẳng hạn như sulfur dioxide, carbon monoxide, nitơ oxit và hơi hóa học. ô nhiễm không khí cũng có thể ở dạng khí nhà kính (như carbon dioxide hoặc sulfur dioxide) và hỗ trợ sự nóng lên của hành tinh chúng ta thông qua hiệu ứng nhà kính. Loại ô nhiễm khác là ô nhiễm tiếng ồn khi âm thanh phát ra từ máy bay, công nghiệp hoặc các nguồn khác đạt đến mức có hại.

Bất chấp những nỗ lực lớn đã được thực hiện trong những năm gần đây để làm sạch môi trường, ô nhiễm vẫn là một vấn đề lớn và gây ra những rủi ro liên tục đối với sức khỏe, ảnh hưởng đến 200 triệu người trên toàn thế giới. Không thể phủ nhận các vấn đề là lớn nhất ở thế giới đang phát triển, nơi các nguồn ô nhiễm truyền thống như khí thải công nghiệp, điều kiện vệ sinh kém, quản lý chất thải không đầy đủ, nguồn cung cấp nước bị ô nhiễm và phơi nhiễm không khí trong nhà từ nhiên liệu sinh khối ảnh hưởng đến số lượng lớn người dân. Tuy nhiên, ngay cả ở các nước phát triển, ô nhiễm môi trường vẫn tồn tại, đặc biệt là ở các thành phần nghèo hơn của xã hội. Mặc dù rủi ro nói chung cao hơn ở các nước đang phát triển, nơi nghèo đói, hạn chế kinh tế đối với việc áp dụng công nghệ và luật môi trường yếu kém kết hợp với nhau gây ra mức độ ô nhiễm cao. Nguy cơ này càng gia tăng do nguồn nước không đảm bảo, điều kiện vệ sinh kém, kém vệ sinh và ô nhiễm không khí trong nhà. Ô nhiễm có những tác động bất lợi đối với trẻ em chưa sinh và đang lớn, và tuổi thọ có thể thấp tới 45 tuổi do mắc các bệnh ung thư và các bệnh khác. Ô nhiễm không khí và nước là một kẻ giết người thầm lặng và được cho là sẽ ảnh hưởng xấu đến hành tinh của chúng ta và đến nhân loại. Không khí mà chúng ta hít thở có thành phần hóa học rất rõ ràng, bao gồm 99% nitơ, oxy, hơi nước và khí trơ. Ô nhiễm không khí xảy ra khi những thứ thường không được thêm vào không khí. Vật chất dạng hạt - các hạt rắn và các giọt chất lỏng được tìm thấy trong không khí và thải ra từ các nhà máy điện, công nghiệp, ô tô và đám cháy - hiện có mặt ở khắp các thành phố và thậm chí là các khu vực ngoại ô. . Cả vật chất dạng hạt và thuốc nhuộm đều có độc tính cao đối với môi trường, hệ sinh thái và nhân loại.

Các phương pháp và quy trình khác nhau thường được sử dụng để giải quyết ô nhiễm không khí và nước, bao gồm lọc, trao đổi ion, đông tụ, phân hủy, hấp phụ và mỗi phương pháp này có tỷ lệ thành công khác nhau. Khi so sánh, hấp phụ được coi là khả thi nhất vì đơn giản, dễ vận hành, hiệu quả cao, sử dụng thuận tiện ... Trong số các chất hấp phụ khác nhau, để giảm ô nhiễm không khí và nước thải, than hoạt tính là chất hấp phụ được sử dụng phổ biến nhất. Còn được gọi là than hoạt tính, là một dạng cacbon được xử lý để có các lỗ xốp nhỏ, khối lượng thấp giúp tăng diện tích bề mặt sẵn sàng cho quá trình hấp phụ hoặc phản ứng hóa học. Trên thực tế, than hoạt tính là tiêu chuẩn vàng trong chất hấp phụ. Carbon có ái lực tự nhiên với các chất ô nhiễm hữu cơ như benzen, chúng bám vào bề mặt của nó. Nếu bạn “kích hoạt” carbon tức là hấp nó ở 1,800 độ sẽ tạo thành các lỗ và túi nhỏ làm tăng diện tích bề mặt của nó. Thuốc trừ sâu, cloroform và các chất gây ô nhiễm khác trượt vào các lỗ của tổ ong này và giữ lại rất nhanh. Ngoài ra, không còn carbon trong nước sau khi nó được xử lý triệt để. Các nhà máy xử lý nước ở các nước đang phát triển như Trung Quốc và Ấn Độ thường sử dụng than hoạt tính. Tương tự, than hoạt tính có các đặc tính đặc biệt giúp loại bỏ các hợp chất dễ bay hơi, mùi hôi và các chất ô nhiễm dạng khí khác khỏi không khí. Cách thức hoạt động khá đơn giản. Có một vài nhược điểm của than hoạt tính, thứ nhất là nó rất đắt và thời hạn sử dụng rất ngắn vì nó chỉ có thể được sử dụng cho đến khi các lỗ rỗng của nó đầy lên - đó là lý do tại sao bạn phải thay đổi bộ lọc theo thời gian. Than hoạt tính cũng khó tái sinh và hiệu quả giảm dần theo thời gian. Chúng không có hiệu quả trong việc loại bỏ những chất gây ô nhiễm không bị cacbon hoặc vi khuẩn và vi rút gây bệnh thu hút.

Một giải pháp thay thế bền vững và kinh tế

Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trong Biên giới trong Hóa học, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một loại vật liệu bền vững và có giá thành hợp lý để giải quyết ô nhiễm không khí và nước. Vật liệu xốp “xanh” mới này được sản xuất từ ​​chất thải rắn và các polyme tự nhiên hữu cơ dồi dào trông rất hứa hẹn về khả năng hấp phụ các chất ô nhiễm trong nước thải và không khí so với than hoạt tính và đang được dán nhãn là “thay thế kinh tế”. Chất hấp phụ “xanh” mới này là sự kết hợp của một nguyên liệu thô dồi dào tự nhiên - một polysaccharide được gọi là natri alginate có thể được chiết xuất từ ​​rong biển và tảo - với một sản phẩm công nghiệp - silica fume (bằng sản phẩm của quá trình xử lý hợp kim kim loại silic). Nó được tổng hợp rất dễ dàng và được củng cố bởi các đặc tính tạo keo của alginat và bằng cách phân hủy độ xốp có kiểm soát natri-bicacbonat ở nhiệt độ thấp ở các độ dài quy mô khác nhau. Để thử nghiệm ô nhiễm nước thải, một chất nhuộm màu xanh lam đã được sử dụng như một chất gây ô nhiễm mẫu. Người ta thấy rằng vật liệu lai mới đã hấp thụ và loại bỏ thuốc nhuộm với hiệu suất khoảng 94%, điều này rất đáng khích lệ. Ngay cả nồng độ rất cao của thuốc nhuộm này cũng bị loại bỏ. Vật liệu này cho thấy những khả năng đáng khích lệ trong việc bẫy các hạt vật chất từ ​​khói thải động cơ diesel. Nghiên cứu do Tiến sĩ ElzaBontempi từ Đại học Brescia, Ý dẫn đầu, kết luận rằng vật liệu này có thể thay thế than hoạt tính rất hiệu quả trong khả năng thu giữ cả các chất hạt mịn trong không khí và các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải, do đó giảm thiểu ô nhiễm. .

Đây là một công việc thú vị, vì vật liệu mới này được sản xuất theo cách rất sáng tạo và rẻ tiền từ các polyme dồi dào trong tự nhiên và các sản phẩm phụ từ chất thải công nghiệp vốn luôn bị loại bỏ. Vật liệu mới này được gọi là “hỗn hợp hữu cơ-vô cơ” không chỉ có giá thành thấp, nó còn bền vững và có thể tái tạo và thực sự có thể thay thế than hoạt tính và trở thành một lựa chọn ưu tiên. Nó thậm chí còn tiêu thụ ít năng lượng hơn khi được sản xuất (năng lượng “hiện thân”) và do đó để lại lượng khí thải carbon thấp hơn nhiều. Vật liệu này cũng tự ổn định và không cần xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao và cũng có thể được mở rộng cho các thí nghiệm khác nhau. Các thử nghiệm đang diễn ra còn chỉ ra rằng nó có thể được bảo quản ở điều kiện môi trường xung quanh và nó chỉ trở nên ổn định hơn theo thời gian mà không hề bị suy giảm chất lượng. Do đó, nó rất linh hoạt và có thể có nhiều ứng dụng trong lọc không khí và nước. Điều này tạo ra hy vọng lớn trong việc chống ô nhiễm không khí và nước, bảo vệ trái đất mẹ cũng như nhân loại.

***

{Bạn có thể đọc tài liệu nghiên cứu gốc bằng cách nhấp vào liên kết DOI đưa ra bên dưới trong danh sách (các) nguồn được trích dẫn}

Nguồn

Zanoletti A và cộng sự. 2019. Một vật liệu hỗn hợp xốp mới có nguồn gốc từ khói silica và Alginate để giảm thiểu chất ô nhiễm bền vững. Biên giới trong Hóa học. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060

Nhóm SCIEU
Nhóm SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Khoa học Châu Âu® | SCIEU.com | Những tiến bộ đáng kể của khoa học. Tác động đến loài người. Đầu óc đầy cảm hứng.

Theo dõi bản tin của chúng tôi

Để được cập nhật tất cả các tin tức mới nhất, ưu đãi và thông báo đặc biệt.

Hầu hết các bài viết được ưa thích

Bất tử: Tải Tâm trí Con người lên Máy tính ?!

Sứ mệnh đầy tham vọng là tái tạo não người lên ...

Hiệu quả phì đại của bài tập sức bền và các cơ chế tiềm năng

Sức bền, hay tập thể dục "aerobic", thường được coi là ...
- Quảng cáo -
94,567Người hâm mộNhư
47,691Người theo dõiTheo
1,772Người theo dõiTheo
30Thuê baoTheo dõi