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Tecniche efficaci di eliminazione dei metalli tossici dall'acqua

Quantità minime di metalli possono contaminare l'acqua potabile causando effetti tossici sulla salute umana e ambientale. Gli scienziati hanno sviluppato tecniche di rilevamento e di filtrazione altamente sensibili e selettive per combattere questo problema crescente.
Tecniche efficaci di eliminazione dei metalli tossici dall'acqua
Il mercurio (Hg), l'argento (Ag) e l'arsenico sono elementi naturali presenti in quantità minime nel suolo, nelle rocce e nell'atmosfera, nonché in alcuni tipi di acque reflue industriali. Se raggiungono i flussi acquatici, queste sostanze possono avere effetti tossici e nocivi. Sebbene recentemente seri problemi legati alla salute pubblica in varie parti del mondo abbiano lanciato l'allarme sulla questione, non sono ancora stati scovati metodi di rilevamento efficaci di queste sostanze.

Gli scienziati hanno avviato il progetto HY-REM ("Metal-containing hybrid materials for water remediation from trace heavy metals"), finanziato dall'UE, allo scopo di far fronte a tale situazione, sviluppando dispositivi innovativi economici ed efficaci in termini di risparmio di tempo e caratterizzati da un elevato livello di selettività e di affinità. A tal fine, sono stati impiegati in modo indipendente o combinato alcuni nanomateriali, ovvero nuovi complessi cubici di silicio, ossigeno e idrogeno (silsesquiossano poliedrico oligomerico (POSS)) e nanoparticelle (NP) di metallo.

Nell'ambito dell'iniziativa, sono stati sintetizzati e caratterizzati numerosi materiali basati su composti ibridi. Gli scienziati hanno inoltre ottimizzato la produzione di POSS allo scopo di ottenere compositi caratterizzati da una distribuzione porosimetrica basata su pori stretti per sostenere la selettività dei pori per specifiche dimensioni ioniche. Inoltre, nei compositi POSS, è stata ottenuta una distribuzione uniforme dei gruppi funzionalizzati che formano siti reattivi per legare gli ioni di metallo.

La silice legata a gruppi di idruro di silicio è stata in grado di rimuovere in modo rapido ed efficace il mercurio dall'acqua in un ampio intervallo di valori di pH e di concentrazioni. I materiali ibridi POSS con vari gruppi funzionali hanno anche dimostrato di possedere capacità avanzate in termini di carico di Hg. Inoltre, la silice con nanoparticelle di argento immobilizzate è stata in grado di rimuovere rapidamente il mercurio inorganico da una soluzione di acqua a temperatura ambiente. Questo processo è stato accompagnato da un cambiamento del colore potenzialmente utile ai fini di una pratica lettura dei risultati. Infine, i gruppi di idruro di silice sulla silice hanno dimostrato di possedere un enorme potenziale in termini di rimozione rapida ed efficace dell'argento radioattivo, che rappresenta uno dei principali contaminanti nei rifiuti nucleari.

Nell'ambito dell'iniziativa HY-REM, è stata condotta una produzione ottimizzata di compositi a base di silice contenenti nuovi nanomateriali che ben si adattano alla creazione di efficaci dispositivi di filtrazione dell'acqua. In uno scenario caratterizzato da crescenti preoccupazioni legate alla contaminazione causata da metalli pesanti e dall'argento radioattivo, la tecnologia sviluppata nell'ambito del progetto potrebbe apportare un enorme contributo alla tutela della salute pubblica e ambientale.

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