Rimozione dell’ampicillina con un nanomateriale avanzato: cosa possiamo fare per i paesi in via di sviluppo?

Un nanomateriale nuovo e a basso costo per rimuovere gli antibiotici: una soluzione per i paesi in via di sviluppo

L’inquinamento ambientale è oggi uno dei problemi più pressanti: minaccia la biodiversità, il clima e molte altre conseguenze che l’umanità deve sopportare. Educare le giovani generazioni alla tutela dell’ambiente è una soluzione per proteggere l’ambiente in futuro. L’inquinamento ambientale è un problema non solo di una regione, ma di ogni luogo, nelle aree rurali, urbane, montane e costiere, in particolare per le fonti d’acqua. La decontaminazione dagli antibiotici nel suolo e nelle acque superficiali dell’ambiente naturale è una delle questioni emergenti. Inoltre, è stato dimostrato un aumento delle proteine animali nei paesi in via di sviluppo, che ha portato alla resistenza agli antibiotici e a residui di antibiotici nei prodotti alimentari. Questo lavoro riporta un’indagine semplice delle caratterizzazioni fisico-chimiche del nanomateriale magnetico Fe/NH2/SiO2 (FNS), realizzato con il metodo della precipitazione e un semplice innesto con silice amminica, e della sua applicazione per la rimozione dell’ampicillina (AMP), un β-lattamico, in soluzione. Per osservare la chimica di superficie e le proprietà fisico-chimiche dell’FNS è stata impiegata una combinazione di varie tecniche, come la microscopia elettronica a scansione (SEM-EDX), la TEM, la XRD e il valore di saturazione magnetica (Ms). I risultati ottenuti con il metodo di assorbimento UV-Vis e con il calcolo del potenziale zeta hanno indicato che le efficienze di adsorbimento dell’AMP da parte dell’FNS erano stabili e ottimali in soluzioni a pH acido e a una temperatura ottimale di 30 °C.

Questo lavoro è stato condotto e verificato presso la VNU University of Education (UEd), Hanoi, Vietnam, nel gruppo di ricerca degli autori corrispondenti Professor Eldon R. Rene4,*, e Dr. Hoang Thu Ha1,*, Tran Dinh Minh1,*, con altri coautori: Ta Minh Trang2, Vu Dang Hoang Hiep2, Tran Long Vu2, Le Anh Duc3, Kim Thang Long5. 1,*VNU University of Education (UEd), Hanoi, Vietnam; 2High School for Gifted Students (HSGS), VNU University of Science; 3Cau Giay High School, Hanoi, Vietnam; 4,*UNESCO-IHE, Institute for Water Education, Delft, Paesi Bassi; 5Hanoi-Amsterdam High School for the Gifted, Hanoi, Vietnam. Gli autori hanno sintetizzato l’FNS a partire da sali di ferro, sia Fe3+ sia Fe2+. Dopo di che è stata aggiunta ammoniaca acquosa al sistema, portando il valore del pH fino a 11. Poi il polimero APTMS è stato legato all’ossido di ferro per formare Fe/NH2 con l’aiuto di un sonicatore. Inoltre, l’ossido di ferro amminico è stato collegato a Si2O per formare il prodotto finale: l’FNS. L’AMP è un tipo di beta-lattamico, del gruppo delle penicilline A. Nella sua struttura vi sono diversi atomi di azoto nei gruppi amminici come NH2.

Come si vede dalla figura: (a) percentuali di rimozione dell’AMP con vari rapporti (p/p %) di FNS sintetizzato (condizioni: C0: 20 ppm, m FNS: 20 mg, tempo: 20-45 °C, pH = 4 e V: 20 mL) e (b) curva del modello di Langmuir dell’isoterma di adsorbimento dell’AMP (intervallo di concentrazione 20-150 mg/L, tempo = 140 min a temperatura ambiente). La temperatura ottimale è risultata essere di 30 °C e l’adsorbimento ha seguito bene l’equazione di Langmuir. In questo lavoro l’adsorbimento dell’AMP sull’FNS da ambiente acquoso è stato esaminato con diversi rapporti di ossido di ferro e SiO2 modificata con ammine. L’FNS potrebbe essere indicato come materiale efficace per la rimozione degli antibiotici dalle soluzioni, in considerazione della massima efficienza di adsorbimento e della semplicità di realizzazione.

Autore: Tran Dinh Minh, Ph.D.

Vice responsabile del Dipartimento per gli Affari politici e studenteschi;

Dipartimento di Tecnologia educativa;

Segretario dell’Unione della gioventù comunista Ho Chi Minh; High School of Education Sciences (HES);