Trattamento dell’acqua
La nanotecnologia può essere utilizzata per trattare e purificare l’acqua, ad esempio per la generazione di acqua potabile a partire dall’acqua marina, la prevenzione della contaminazione ambientale e la creazione di tecniche di risanamento per ridurre l’inquinamento dell’acqua e del suolo.
Sebbene le applicazioni di nanomateriali ingegnerizzati nel trattamento dell’acqua siano attualmente limitate soprattutto al loro uso come assorbenti, filtri, disinfettanti e agenti reattivi, esse aprono prospettive sempre più promettenti per il trattamento dell’acqua e il risanamento ambientale su vasta scala.
Un esempio del potenziale dei nanomateriali in questo campo è lo sviluppo di ferro zerovalente su nanoscala. Questo materiale può essere utilizzato per il trattamento delle acque sotterranee e dei rifiuti pericolosi. L’uso di nanomateriali ingegnerizzati per il risanamento ambientale è iniziato quando i ricercatori hanno scoperto che una piccola quantità di particelle di ferro di nano-dimensioni può rimuovere contaminanti dalle acque sotterranee, fra cui i policlorobifenili (PCB), di cui sono note la tossicità sia per l’uomo sia per l’ambiente e la probabilità di provocare il cancro. Si è scoperto che le nanoparticelle di ferro, come ferro zerovalente su nanoscala, sono efficaci nel trattamento di una serie di inquinanti idrici, fra cui pesticidi, ritardanti di fiamma, antibiotici, cromo, arsenico e metalli pesanti.
Un nanomateriale come il ferro zerovalente su nanoscala presenta molte proprietà che lo rendono un assorbente ideale dei metalli pesanti nell’acqua contaminata, fra cui:
- superficie relativamente ampia e piccole dimensioni;
- elevata reattività;
- capacità di isolare metalli pesanti;
- capacità di agire rapidamente;
- buona capacità di legarsi ai metalli; e
- caratteristiche strutturali che consentono la rigenerazione e il riutilizzo del nanomateriale.
Esempio: rimozione dell’arsenico dall’acqua
L’arsenico è un sedimento tossico che è stato collegato ad una serie di tumori e ad altri problemi di salute. La contaminazione con arsenico delle acque sotterranee avviene in modo naturale ed è stata segnalata in molti paesi, fra cui Argentina, Bangladesh, Cile, Cina, India, Taiwan e Thailandia, così come in alcuni paesi dell’UE e negli Stati Uniti. L’arsenico può entrare nelle acque sotterranee in diversi modi, ad esempio attraverso depositi naturali, l’estrazione mineraria, l’agricoltura o le attività industriali.
La rimozione dall’acqua dell’arsenico e di altri contaminanti simili ha ricevuto particolare attenzione da parte della comunità scientifica. Negli ultimi anni, l’impiego di nanoassorbenti per rimuovere l’arsenico dalle acque sotterranee contaminate ha prodotto risultati molto promettenti.