(Phys.org) -- Minuscole particelle di ossido di cerio non bruciano né cambiano nel calore di un impianto di incenerimento dei rifiuti. Rimangono intatte sui residui di combustione o nell'impianto di incenerimento, come rivela un nuovo studio dei ricercatori svizzeri dell'ETH di Zurigo.

Ogni anno nel mondo vengono inceneriti oltre 100 milioni di tonnellate di rifiuti. A causa del crescente utilizzo di nanoparticelle nei materiali da costruzione, vernici, tessili e cosmetici, ad esempio, le nanoparticelle trovano la loro strada anche negli impianti di incenerimento. Cosa succede a loro lì, però, non era stato finora indagato. Tre squadre dell'ETH-Zurigo provenienti dai settori della chimica e dell'ingegneria ambientale si sono quindi impegnate a scoprire cosa succede all'ossido di cerio nano sintetico durante l'incenerimento dei rifiuti in un impianto di incenerimento dei rifiuti. L'ossido di cerio stesso è un materiale ceramico non tossico, non biologicamente degradabile e un componente di base comune nei convertitori catalitici delle automobili e nei filtri antiparticolato diesel.

Pericolo sconosciuto?

Gli esperti temono che i nanomateriali non degradabili possano essere dannosi per l'uomo e l'ambiente quanto l'amianto. Finora, però, non si sa abbastanza sulle proprietà dei nanomateriali. Una cosa è certa:differiscono notevolmente dalle particelle più grandi dello stesso materiale. Le nanoparticelle sono più mobili e hanno una struttura superficiale diversa. La conoscenza di queste proprietà è importante con il crescente utilizzo di nanomateriali come, poiché vengono trasferiti attraverso impianti di incenerimento o liquami, e poiché vengono assorbiti dalle persone nel cibo e forse anche attraverso la pelle e la respirazione, e può così entrare nel corpo.

Di conseguenza, gli scienziati hanno spruzzato dieci chilogrammi di particelle di ossido di cerio del diametro di ottanta nanometri sui rifiuti da incenerire in un impianto di incenerimento dei rifiuti a Soletta, modellando così rifiuti ricchi di nanoparticelle. Nello stabilimento di Soletta vengono incenerite fino a otto tonnellate di rifiuti all'ora. Dispone di moderni filtri e sistemi di separazione delle ceneri volatili basati su filtri elettrostatici e uno scrubber ad umido.

In un secondo esperimento, le particelle sono state spruzzate direttamente nella camera di combustione, simulando così un futuro "scenario peggiore" con un massiccio rilascio di nanoparticelle durante l'incenerimento. Lo studio è stato sostenuto e approvato dalla SUVA, gli uffici federali della sanità pubblica e dell'ambiente, e la Segreteria di Stato dell'economia.

Le nanoparticelle si attaccano alle superfici

I test dei ricercatori hanno rivelato che l'ossido di cerio non cambia in modo significativo durante l'incenerimento. I dispositivi di separazione delle ceneri volanti si sono dimostrati estremamente efficienti:gli scienziati non hanno trovato alcuna nanoparticella di ossido di cerio fuoriuscita nel gas pulito dell'impianto di incenerimento dei rifiuti. Detto ciò, le nanoparticelle sono rimaste debolmente legate ai residui di combustione nell'impianto e parzialmente nel sistema di incenerimento, pure. La cenere volatile separata dai gas di combustione conteneva anche nanoparticelle di ossido di cerio.

Oggi, i residui della combustione – e quindi le nanoparticelle ad essi legate – finiscono in discarica o vengono ritrattati per estrarre rame o alluminio, ad esempio. I ricercatori vedono qui la necessità di un'azione. “Dobbiamo assicurarci che nuove nanoparticelle non entrino nel ciclo dell'acqua e del cibo attraverso le discariche o non vengano rilasciate nell'atmosfera attraverso ulteriori misure di lavorazione, "dice Wendelin Stark, capo dello studio e professore di ingegneria chimica all'ETH di Zurigo. Inoltre, il fatto che le nanoparticelle che potrebbero essere inalate se si indossa una protezione inadeguata potrebbero essere presenti nel sistema di incenerimento deve essere preso in considerazione durante i lavori di manutenzione.

Nanoprodotti degradabili l'obiettivo

Ma come si possono evitare problemi del genere nel lungo periodo? “Alla fine, tutti i nanoprodotti dovranno essere degradabili, altrimenti il ​​problema della diffusione continuerà a sorgere, "dice Stark. “La persistenza è il problema fondamentale dell'amianto, pesticidi nella nostra catena alimentare e nell'ambiente, gli agenti che riducono lo strato di ozono nelle prime bombolette spray e l'accumulo di plastica nell'oceano o nell'ambiente." Per evitare questo problema nelle nanoparticelle, gli scienziati vedono lo sviluppo di nanoprodotti degradabili come l'unico modo che abbia senso a lungo termine. Questo non è sempre facile da un punto di vista tecnico e i laboratori universitari e di sviluppo industriale devono ancora affrontare alcune importanti sfide.