La conversione dell'acqua di mare in acqua dolce è importante nei paesi con scarsità d'acqua. Per quel processo, alcune particelle cariche, note come ioni, devono essere rimosse dall'acqua. Però, alcuni ioni sono difficili da rimuovere dall'acqua a causa delle loro proprietà chimiche. Recenti ricerche di scienziati israeliani e olandesi stanno contribuendo a migliorare questo processo di rimozione degli ioni.

I ricercatori sono stati in grado di prevedere il comportamento degli ioni boro durante il trattamento dell'acqua e quindi semplificarne la rimozione. Lo studio è disponibile on-line presso il Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze ( PNAS ). Molti ioni dannosi o preziosi nell'acqua di mare, le acque salmastre o dolci sono anfotere:le loro proprietà variano con il pH. "È difficile rimuovere queste particelle dall'acqua con le tecnologie a membrana standard, "dice Jouke Dykstra, Assistant Professor presso il Dipartimento di Tecnologia Ambientale presso la Wageningen University &Research. "Quindi devi aggiungere determinate sostanze chimiche per controllare il pH. Ma vogliamo evitarlo il più possibile:c'è una forte tendenza a usare meno sostanze chimiche".

desalinizzazione dell'acqua di mare

Come esempio di questo processo di rimozione degli ioni, Dykstra si riferisce alla desalinizzazione dell'acqua di mare. Questo sta accadendo in tutto il mondo in luoghi con carenza di acqua dolce. Per esempio, molti paesi del Mediterraneo utilizzano l'acqua di mare desalinizzata per l'irrigazione. "Ma l'acqua di mare contiene anche boro, che è tossico in alte concentrazioni e inibisce la crescita delle piante. Ovviamente, questo è un problema per l'irrigazione, ed è per questo che stiamo cercando nuovi modi per rimuovere il boro e altri ioni dall'acqua di mare". La desalinizzazione sta diventando sempre più importante a causa della siccità in molte regioni. Dykstra afferma che "sono necessarie nuove tecnologie per continuare a soddisfare la domanda di acqua dolce , non solo nel Mediterraneo e nel Medio Oriente, ma anche in Olanda".

I ricercatori di Wageningen stanno lavorando su questa sfida insieme ai colleghi del Technion, l'Istituto di tecnologia israeliano, e da Wetsus, il Centro europeo di eccellenza per la tecnologia dell'acqua sostenibile a Leeuwarden. Insieme hanno sviluppato un nuovo modello teorico del comportamento del boro durante un processo noto come deionizzazione capacitiva. Questo è un emergente, tecnica senza membrana per il trattamento e la desalinizzazione dell'acqua utilizzando microporose, elettrodi a flusso continuo Quando viene applicata una corrente elettrica, gli ioni vengono adsorbiti agli elettrodi e quindi rimossi dall'acqua. Dykstra:"Siamo i primi a sviluppare un modello teorico che ci consente di prevedere questo comportamento e usarlo a nostro vantaggio".

Design completamente nuovo

I ricercatori israeliani e olandesi hanno scoperto che tali sistemi richiedono un design completamente nuovo. Per esempio, hanno dimostrato sia teoricamente che sperimentalmente che l'acqua deve fluire dall'elettrodo positivo a quello negativo, e non viceversa, come ormai è consuetudine. "La nostra ricerca ha dimostrato che un buon modello teorico è essenziale per controllare efficacemente processi chimici così complessi, " conclude Dykstra. "Questo approccio offre molte possibilità interessanti. Puoi utilizzare questo modello anche per altre sfide nel trattamento delle acque reflue, compresa la rimozione di arsenico o piccole molecole organiche, come residui di farmaci o erbicidi".