Sono circa un miliardo in tutto il mondo le persone costrette a usare acqua contaminata, con circa 2 milioni di vittime all’anno. Una svolta potrebbe arrivare da un nuovo materiale che rimuove dalla risorsa idrica le sostanze tossiche, rendendola potabile.

Un filtro efficace e conveniente

La scoperta – descritta anche sulle pagine della prestigiosa rivista internazionale ACS Central Science – è di un team di ricercatori dell’École Polytechnique Fédérale de Lausanne, guidato da Wendy L. Queen – docente di ingegneria chimica – che ha creato il Fe-BTC/PDA.

Si tratta di un materiale composito della classe dei MOF (strutture metallorganiche), che riesce a rimuovere dall’acqua i metalli pesanti, grazie ai materiali cristallini da cui è formato, caratterizzati da porosità elevata della superficie interna.

I ricercatori hanno cioè introdotto porosità a un polimero intrinsecamente non poroso inserito all’interno di un MOF e queste “finestrelle” nanoporose consentono una separazione dei metalli pesanti dall’acqua contaminata.

Il gruppo di lavoro ha scoperto che questo materiale di ultima generazione estrae dall’acqua elevate quantità di ioni piombo (Pb 2+) e mercurio (Hg 2+), con selettività, velocità ed economicità finora impensabili coi metodi tradizionali (come le precipitazione chimiche o le membrane), che hanno elevati costi economici ed energetici, ma bassa efficienza di rimozione, oltre a produrre grandi quantità di fanghi chimici da smaltire.

Nello specifico, nei campioni d’acqua usati dai ricercatori erano presenti quantità di piombo simili a quelle di Flint, nel Michigan, (città nota in tutto il mondo per le elevate concentrazioni di piombo nella fornitura idrica), e il Fe-BTC/PDA è riuscito a rimuovere il 40% del suo peso in piombo, riducendolo a 2 parti per miliardo, cioè il limite fissato dall’EPA (l’Agenzia per la protezione dell’ambiente statunitense) per l’acqua potabile.

Altri test sono stati poi condotti con liquidi contaminati provenienti dal fiume Rodano, dal Mar Mediterraneo e da un impianto di depurazione delle acque reflue situato in Svizzera: in tutti i casi il nuovo materiale si è dimostrato efficiente anche per quanto riguarda l’eliminazione del mercurio, che viene rimosso in quantità di 1,6 volte superiore al peso del materiale filtrante.

Inoltre, il Fe-BTC/PDA è stabile sia in acque dolci sia marine e resiste alle incrostazioni anche in presenza di concentrazioni elevate di sostanze organiche.

La contaminazione delle acque: prospettive future

La contaminazione dell’acqua è attualmente una delle principali cause di morte al mondo. Una problematica che secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità peggiorerà a causa del cambiamento climatico, che renderà difficoltoso l’accesso all’acqua potabile per circa metà della popolazione mondiale.

Le fonti di metalli pesanti che possono contaminare le acque sono numerose, a partire dalla maggiore produzione di energia e dal massiccio impiego di sostanze tossiche nei processi industriali.

Cadmio, cromo, piombo, arsenico e mercurio sono tra gli inquinanti più preoccupanti perché classificati come cancerogeni.

Certo, già esistono delle tecnologie per rimuovere i metalli pesanti dalle reti idriche, ma sono costose, energivore e non del tutto efficienti. Di conseguenza è fondamentale trovare soluzioni capaci di rimuovere tracce di contaminati dall’acqua su grande scala, senza effetti collaterali di costi complessivi.

Depurazione acqua: un nuovo materiale elimina i metalli pesanti
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