Waste n. 29 marzo 2024

Soluzioni e tecnologie
per l’ambiente
Economia Circolare
Soluzioni e tecnologie
per l’ambiente
Economia Circolare
62 ACQUE REFLUE
DEPURAZIONE LIQUAMI
DEPURAZIONE LIQUAMI
ACQUE REFLUE
63
Piccolo glossario
ADSORBIMENTO. Citiamo Verbatim l’Enciclopedia Treccani per
la chiarezza e sintesi: “Fenomeno in virtù del quale la superficie
di una sostanza solida, detta adsorbente, fissa molecole provenienti
da una fase gassosa o liquida con cui è a contatto (per superficie
si deve intendere non solo quella esterna ma anche
quella ‘interna’ dei canalicoli capillari, delle fratture ecc.)”.
FLOCCULAZIONE: processo chimico per il quale aggiungendo
sostanze chimiche a un liquido dove si trovano particelle inquinanti
o semplicemente indesiderate di piccole dimensioni (esempio
metalli) si provoca l'aggregazione delle stesse in insiemi più
grandi, detti fiocchi, più semplici da rimuovere.
nZVI: sigla per nanoscale Zero Valent Iron. Il ferro è un metallo
con una valenza, ossia il numero di elettroni che mette in compartecipazione
o comunque impegna per formare legami, che
può cambiare. Normalmente la sua valenza è 2 o 3, ma esiste
anche una forma, molto rara in natura, a valenza zero. In pratica
il ferro zerovalente a nanoscala interagisce con altre sostanze
ma non forma composti. Gli elettroni che cede invece partecipano
a reazioni chimiche diverse. La stabilità nell’ambiente
viene garantita da un sottile strato di ossido di ferro e/o idrossido
ferrico dove avvengono le reazioni.
Polvere di ferro
zerovalente.
Concretizza
una via
percorribile per
la depurazione
degli acquiferi
contaminati.
le nanoparticelle metalliche, pure o sotto forma
di ossido (MNP, Metal Nanoparticles) per adsorbire
gli ioni pesanti. Esse sono in grado di
rimuovere cromo, nickel, cadmio, rame, arsenico
e mercurio. Di particolare interesse sono
le nanoparticelle di ferro a valenza zero
(nZVI), eccellenti adsorbitori. Inoltre
in base alle diverse condizioni di
partenza (assenza o presenza
di ossigeno disciolto), l’nVZI dà inizio ad
una serie di reazioni che portano alla produzione
di idrogeno libero, un riducente che spezza
gli ossidi. Nell’acqua reagiscono producendo
idrossido ferrico, un flocculante che permette
la rimozione di arsenico, fosfati e cromo esavalente.
La versatilità delle nVZI è tale che possono essere
utilizzate per rimuovere oltre ai metalli pesanti
e ai fosfati anche nitrati, composti fenolici
ed alogenati, nitroaromatici e coloranti organici.
Una categoria molto importante di nanomateriali
e di nanostrutture è quella basata sul carbonio:
per ragioni di spazio ci concentriamo sui nanotubi.
Si tratta di strutture tubolari formati da un
singolo strato di grafite (nanotubi a singolo strato)
oppure da più strati (nanotubi a strati multipli).
La loro efficienza deriva dalla grande area superficiale,
e dai diversi meccanismi possibili di
interazione con gli inquinanti.
In soluzione acquosa i nanotubi tendono ad aggregarsi
in masse irregolari, che presentano
però numerosi interstizi e canali che costituiscono
delle vere e proprie trappole per gli inquinanti.
Il catalogo dei possibili impieghi dei
nanotubi nella depurazione dei reflui è abbastanza
esteso: composti aromatici polari; composti
contenenti gruppi carbossilici, idrossilici
e amminici; alcuni metalli pesanti come cadmio
e piombo divalenti, cromo esavalente.
Le varianti ossidate, ottenute per
esempio in soluzione con presenza
di perossido d’idrogeno,
sia singolo ma
soprattutto a multiplo
strato sono
molto efficienti nella rimozione degli ioni divalenti
di metalli pesanti, cadmio, rame, nickel, piombo
e zinco. L’utilizzo più promettente sembra la
pre-concentrazione e solidificazione di questi
metalli pesanti che poi vengono separati e purificati
per il riutilizzo.
Di fronte a queste potenzialità dimostrate in laboratorio
e su piccola scala, perché le nanotecnologie
non stanno trovando applicazioni più
estese nel campo della depurazione dei reflui?
Si citano spesso i possibili rischi di tossicità delle
nanoparticelle (per esempio le nZVI), dimenticando
che è tutto interesse di chi depura recuperarle
perché costano e molto spesso trattengono
su di sé composti che si ha interesse a
riciclare. Inoltre, molte sostanze utilizzate nei
metodi tradizionali non sono propriamente acqua
di rose. Il vero problema lo abbiamo già ricordato
in apertura.
Viste le richieste del mercato, i metodi attuali
vengono considerati soddisfacenti a fronte del
rapporto costi-benefici dei metodi a nanotecnologie
sviluppati finora.
Occorre altra ricerca per rendere il rapporto
conveniente. Oppure, aspettare che le normative
cambino, per esempio sull’obbligo del riuso
dell’acqua o sulla collocazione dei depuratori
immediatamente a valle degli impianti produttivi.
Alcuni segnali indicano che si va in quella
direzione.
l
Marzo 2024
Marzo 2024