Non c'è niente di nuovo nel trattamento dell'acqua per assorbimento di solventi organici come il tricloroetilene (TCE). Ma trovare un metodo che neutralizza questi contaminanti, invece di spostarli da qualche altra parte, non è un'impresa da poco. Un team guidato da Anna Śrębowata, professore all'IPC ha migliorato un metodo di idrotrattamento catalitico, questo è, trasformando il TCE in idrocarburi meno dannosi per l'ambiente. Grazie agli scienziati dell'IPC PAS, non solo l'acqua dei nostri rubinetti, ma anche nei nostri fiumi, può essere più pulito e più sicuro per la salute umana.

L'acqua pulita è un tesoro, ma anche una risorsa che sta diventando sempre più scarsa. Vari contaminanti sono diffusi, e alcuni sono estremamente difficili da rimuovere. Tali inquinanti includono il tricloroetilene (noto in Polonia come TRI). Questo solvente organico era comunemente usato in, fra gli altri, sintesi organiche, lavaggio a secco e per lo sgrassaggio industriale dei metalli durante la loro lavorazione. A causa del suo impatto negativo, il suo uso è stato ufficialmente vietato dal 2016. Tuttavia, considerata la sua stabilità, può rimanere sia nell'acqua che nel suolo per molti anni a venire, spiega MSc. Emil Kowalewski, un membro del team che ha sviluppato il metodo innovativo per rimuovere questo composto dall'acqua. Il progetto fa parte di un trend globale incentrato sulla tutela delle risorse idriche. La ricerca potrebbe interessare gli impianti di trattamento delle acque reflue e diventare un potenziale punto di partenza per lo sviluppo di sistemi innovativi di trattamento delle acque. Come mai?

Gli odierni impianti di trattamento delle acque reflue sono sistemi costituiti da molti elementi fisici, processi chimici e biologici, ma eliminano efficacemente principalmente gli inquinanti convenzionali. Altri possono rimanere nell'acqua se le loro concentrazioni sono sufficientemente elevate. "Nel frattempo, il tricloroetilene non dovrebbe essere affatto nell'acqua, perché è mutageno, cancerogeno, teratogeno...", dice lo scienziato, "e per di più, estremamente duraturo. Si accumula e rimane sul fondo dei serbatoi, e poiché la sua solubilità in acqua è molto scarsa, può rimanere dannoso per molti anni a venire."

"Oggi ci occupiamo di tali composti principalmente mediante il processo di assorbimento. Tuttavia, in questo modo stiamo solo trasferendo la minaccia da un luogo all'altro. Una soluzione interessante sembra essere l'idrotrattamento catalitico, ovvero trasformare il TCE in idrocarburi meno dannosi. Però, per sfruttare appieno le potenzialità di questo metodo, era necessario sviluppare un efficiente, catalizzatore stabile ed economico, " dice la dottoressa Anna Śrębowata, professore all'IPC.

"In precedenza, abbiamo effettuato ricerche con catalizzatori al palladio. Erano efficaci ma costosi, " nota Emil Kowalewski. I nuovi catalizzatori al nichel, sviluppato presso l'IPC PAS, consentire un metodo economico ed efficace per condurre il processo di trattamento delle acque in modalità flusso, e allo stesso tempo sono facili da sintetizzare. "Utilizzando un catalizzatore in cui si depositano nanoparticelle di nichel con un diametro di circa 20 nm sulla superficie del carbone attivo, combiniamo le proprietà di assorbimento del carbonio e l'attività catalitica del nichel, " spiega Kowalewski. Nella loro ricerca, gli scienziati dell'IPC PAS hanno anche dimostrato che le nanoparticelle di nichel depositate su carbone attivo con struttura parzialmente ordinata mostrano attività e stabilità superiori rispetto ad un analogo catalizzatore basato su un supporto con struttura amorfa

Gli scienziati sono, però, più orgogliosi dell'elemento innovativo della loro ricerca:l'introduzione della tecnologia del flusso nella purificazione dell'acqua da TCE. Grazie a questo, i parametri del processo possono essere ottimizzati, la quantità di rifiuti può essere ridotta, e allo stesso tempo possono essere utilizzati catalizzatori che erano inefficienti o addirittura inefficaci nei reattori discontinui (cioè dove uno specifico lotto di prodotto viene trattato in una volta). "Questo è stato il caso del nostro catalizzatore al nichel, " dice Kowalewski. "Senza tecnologia di flusso, la sua capacità di utilizzare TCE è diminuita nel tempo, e il catalizzatore ha subito avvelenamento. Nel reattore di flusso, anche dopo 25 ore, non abbiamo osservato alcun calo di attività, sebbene abbiamo condotto ricerche su concentrazioni circa 8000 volte superiori agli standard polacchi del suo contenuto nell'acqua potabile.

Dove può essere utilizzato il metodo innovativo? Soprattutto negli impianti di trattamento delle acque e delle acque reflue. Ovunque vogliamo che l'acqua che arriva all'utente finale sia pulita, indipendentemente dal fatto che si tratti di un utente dell'acqua del rubinetto o di un pesce che galleggia nel fiume.

E cosa si dovrebbe fare con i prodotti dell'idrotrattamento dell'acqua per rimuovere il tricloroetilene? "I composti risultanti sono idrocarburi, principalmente etilene. Ma non è abbastanza per un impianto di maturazione delle banane, " sorride lo scienziato quasi scherzando. "Scamperà semplicemente..."