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Inquinamento chimico o microbiologico, sono in arrivo nuovi sistemi per purificare l’acqua

Acqua, Male scientist hold in arm empty vials closeupSecondo molte previsioni attendibili, entro il 2025 metà della popolazione mondiale non avrà accesso all’acqua potabile: una crisi drammatica e paradossale, visto l’aumento, in termini assoluti, dell’acqua dolce, derivato dallo scioglimento dei ghiacciai. Da più parti accelera quindi la ricerca di nuovi metodi economici, facili da usare e sostenibili per purificare quella esistente, per esempio quella dei fiumi o del mare, dopo la desalinizzazione. Uno dei sistemi più promettenti è stato messo a punto dagli ingegneri dell’Università del Texas di Houston, che hanno creato un idrogel capace di sterilizzare un litro di acqua nel giro di un’ora senza produzione di residui. Come illustrato su Advanced Materials, il gel, compattato in una compressa, è composto da una specie chimica (un catecolo) che, a contatto con l’acqua, genera acqua ossigenata.

Quest’ultima abbatte la carica batterica oltre il 99,999% e ciò che resta viene catturato da un substrato di molecole in carbonio (chinoni) che sono poi facilmente estraibili e non generano alcun tipo di sostanza chimica pericolosa o inquinante. Il tutto avviene a temperatura ambiente e senza bisogno di utilizzare energia, come invece accade per molti sistemi di depurazione. I ricercatori, che sottolineano come le compresse siano utilizzabili in contesti domestici ma anche, potenzialmente, in ambiti più grandi, industriali o di comunità, stanno ora verificando l’efficacia anche su numerosi virus e stanno controllando possibili variazioni tanto nella composizione dell’idrogel quanto in quella del substrato.

acqua fiumi analisi inquinamento ambiente Water pollution concept. Woman scientist takes a water sample from polluted pond.
Il nuovo idrogel permette di abbattere la carica batterica di oltre il 99,999%, mentre l’elettrodialisi shock consente di eliminare il 95% degli ioni metallici

Un altro metodo, questa volta specificamente finalizzato a eliminare il piombo e gli altri metalli pesanti dall’acqua potabile, è stato invece messo a punto dagli ingegneri del Massachusetts Institute of Technology di Boston. L’ostacolo principale di questo tipo di purificazione, hanno spiegato su Environmental Science and Technology – Water, è la bassa concentrazione. Bisogna trovare un modo per estrarre i metalli come il piombo, di solito presenti in concentrazioni di poche parti per miliardo, senza sacrificare per esempio il sodio, presente in media in decine di parti per milione. Si risparmierebbe così l’energia che normalmente viene sprecata in processi troppo grossolani. I metodi attualmente più utilizzati come l’osmosi inversa e la distillazione, infatti, rimuovono tutto contemporaneamente, con procedimenti che consumano molto ed eliminano completamente anche elementi che, in quantità contenute, sono essenziali per una sana acqau potabile, come il sodio o il magnesio.

Per superare questi punti deboli, i ricercatori hanno utilizzato un processo chiamato elettrodialisi shock, con il quale si fa passare corrente elettrica in un materiale poroso intriso con l’acqua da purificare. Il passaggio della corrente crea due zone: una dove si concentra fino al 95% degli ioni metallici presenti, l’altra dove va l’acqua pura. In questo modo si evita di utilizzare corrente per eliminare ogni elemento presente e ciò rende il processo più economico e l’acqua migliore. Anche questo metodo, per il momento sperimentale e da ottimizzare, in teoria potrebbe essere utilizzato in grandi impianti industriali, per esempio per trattare le acque della lavorazione dei composti chimici, così come per eliminare il piombo dalle acque comunali, oppure per uso domestico, da apporre a monte dell’ingresso dell’acqua in casa o solamente per l’acqua destinata alla cucina o, infine, come secondo passaggio della desalinizzazione dell’acqua marina, consentendo di ridurre i costi necessari per fare due processi di osmosi inversa. Per il momento, non sono state ancora effettuate valutazioni economiche, ma un dispositivo come quello proposto dura a lungo (nel test effettuati è rimasto efficiente diverse settimane), di certo di più rispetto, per esempio, ai filtri attualmente esistenti, che vanno sostituiti frequentemente.

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Roberto La Pira

  Agnese Codignola

giornalista scientifica

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