Come rimuovere i metalli tossici nei paesi in via di sviluppo con un nanomateriale a basso costo?

La contaminazione da arsenico (III) dell'ecosistema circostante ha causato effetti tossici sui sistemi nervoso, digerente e immunitario, e su polmoni, reni, pelle e occhi. Tutti i fattori sopra citati sono le ragioni e le motivazioni della nostra ricerca su questo tema, per risolvere i problemi causati dall'arsenico.

La contaminazione da arsenico ha reso tossico l'ecosistema e danneggiato la salute umana; l'As(III) ha inoltre distrutto il DNA e ha un potenziale cancerogeno. Tra le tecniche di purificazione dell'acqua per rimuovere un'ampia gamma di composti dalle acque reflue industriali, abbiamo scelto il metodo dell'adsorbimento perché è economico, veloce, semplice da progettare, efficiente e suscita grande attenzione tra i ricercatori. Un sistema pilota è stato realizzato nel laboratorio dell'Università di Educazione (UEd), Vietnam National University, a cura del gruppo di ricerca: Truong Ngoc Kiem; Hoang Thu Ha; Vu Minh Anh; Nguyen Thi Hoa; Nguyen Thi Khanh Ly; Vu Thao Van; Nguyen Dang Quang; Hoang Huy Khanh; Le Huy, Nguyen Bao Huy; Manh Hoang Anh; Tran Chau Anh; Tran Hai Anh; Tran Dinh Minh*. Affiliazione: Vietnam National University, University of Education, Hoang Liet School, Hanoi-Amsterdam High School for the Gifted, Chu Van An High School, Marie Curie Hanoi School e High School of Education Sciences. In questo studio abbiamo indagato un carbone di bambù innovativo e a basso costo, modificato con gruppi funzionali alcalini e acidi mediante soluzioni di NH4OH e HCl (BC-N e BC-H) con trattamento termico in atmosfera di azoto, per l'adsorbimento dell'arsenico dalle acque reflue.

Per determinare le caratteristiche degli adsorbenti sono stati utilizzati gli strumenti SEM, TEM, FTIR e XRD.

Educazione STEM nell'insegnamento pratico della chimica presso la UEd, VNU.

L'analisi TEM ha indicato che il BC-N aveva una struttura su scala nanometrica, una forma sferica e una distribuzione omogenea.

Il BC modificato è stato sintetizzato immergendo il BC in soluzioni acquose di NH4OH e HCl, quindi riscaldato in atmosfera di N2 a diverse temperature. Il BC-N e il BC-H hanno mostrato un'efficienza di rimozione dell'As più elevata rispetto al BC originale. Il pH ottimale per l'adsorbimento dell'As(III) è stato determinato pari a 4. La rimozione dell'As dipendeva principalmente dalla concentrazione iniziale e dal dosaggio dell'adsorbente. L'adsorbimento dell'As seguiva bene il modello cinetico di pseudo-secondo ordine e l'isoterma di Freundlich. Inoltre, le efficienze di adsorbimento dell'As(III) sono diminuite nei campioni di acque reflue reali rispetto ai campioni sintetici di laboratorio, in tutti i campioni con concentrazioni iniziali di As(III). Il BC-N dovrebbe essere considerato un adsorbente promettente per rimuovere l'As(III) dalle acque.

Il BC-N e il BC-H modificati sono un adsorbente promettente per il trattamento delle acque reflue contaminate da arsenico. Questo progetto ha dimostrato la ricerca sul carbone di bambù modificato per l'adsorbimento rapido finalizzato alla rimozione dell'As(III) dalle acque. La soluzione di NaOH è stata scelta come solvente adatto per rigenerare il BC-N riutilizzato.

Le condizioni ottimali per il processo di adsorbimento dell'As(III) sono state calcolate: pH = 4, dosaggio dell'adsorbente = 2,5 g/L.

Questa ricerca è stata concessa e finanziata dalla Vietnam National University, Hanoi, Vietnam.

Autore: Tran Dinh Minh