European Observatory for Nanomaterials

Nanotechnologia może być wykorzystywana do uzdatniania i oczyszczania wody, np. do pozyskiwania wody słodkiej z wody morskiej, zapobiegania zanieczyszczeniu środowiska oraz do tworzenia metod usuwania zanieczyszczeń z wody i gleby.

Chociaż zastosowania wytworzonych nanomateriałów do uzdatniania wody ograniczają się w tej chwili przede wszystkim do adsorbentów, filtrów, środków odkażających i reaktywnych, wiele wskazuje na to, że w przyszłości nanomateriały będą wykorzystywane do uzdatniania wody i oczyszczania środowiska na dużą skalę.

Przykładem możliwości nanomateriałów w tym obszarze są nanocząstki żelaza zerowartościowego. Materiał ten może być wykorzystywany do oczyszczania wód gruntowych i utylizacji odpadów niebezpiecznych. Stosowanie wytworzonych nanomateriałów do oczyszczania środowiska rozpoczęło się, kiedy naukowcy odkryli, że niewielkie ilości nanocząstek żelaza są w stanie usunąć z wody gruntowej takie zanieczyszczenia, jak polichlorowane bifenyle (PCB), które są toksyczne dla ludzi i środowiska i mogą powodować raka. Nanocząstki żelaza, np. nanożelazo zerowartościowe, okazały się również skuteczne w usuwaniu wielu różnych zanieczyszczeń wody, takich jak pestycydy, środki zmniejszające palność, antybiotyki, chrom, arsen i metale ciężkie.

Nanomateriały, takie jak nanożelazo zerowartościowe, mają wiele właściwości, dzięki którym są idealnymi adsorbentami dla metali ciężkich w zanieczyszczonej wodzie. Właściwości te to m.in.:

• duży stosunek powierzchni do objętości i niewielkie rozmiary;
• duża reaktywność;
• zdolność do izolacji metali ciężkich;
• szybkie działanie;
• duża zdolność do wiązania metali oraz
• właściwości strukturalne umożliwiające regenerację i ponowne wykorzystanie nanomateriału.
   

Przykład: Usuwanie arsenu z wody

Arsen to toksyczny pierwiastek półmetaliczny podejrzewany o wywoływanie wielu nowotworów i innych problemów zdrowotnych. Zanieczyszczenie wód gruntowych arsenem to naturalnie występujące zjawisko odkryte w wielu krajach, np. w Argentynie, Bangladeszu, Chile, Chinach, Indiach, na Tajwanie, w Tajlandii, w niektórych krajach UE i w Stanach Zjednoczonych. Arsen w wodach gruntowych może pochodzić z wielu źródeł, np. ze złóż naturalnych, przemysłu wydobywczego, rolnictwa czy działalności przemysłowej.

Naukowcy od dawna zajmują się problemem usuwania z wody arsenu i innych podobnych zanieczyszczeń. W ostatnich latach wykazano, że nanoadsorbenty można z powodzeniem stosować do usuwania arsenu z zanieczyszczonych wód gruntowych.