Aggiungendo chitosano s'elimina facile l'arsenico dall'acqua

Ruotando chitosano in perle e impregnandole con nanoparticelle di biossido di titanio e ossido di alluminio, gli scienziati hanno sviluppato una tecnica che rimuove sia arsenito e arseniato con la stessa efficacia delle nanopolveri, ma senza i requisiti del post-trattamento mediante filtrazione.   Arsenico inorganico, che può contaminare le riserve idriche tramite il deflusso dalla produzione industriale  è noto per causare il cancro e la morte negli esseri umani così come perturbazione negli ecosistemi biologici. Diversi approcci sono stati usati per rimuovere l'arsenico dall'acqua in laboratorio, ma la maggior parte hanno dimostrato di essere inadeguati per l'uso su larga scala, e in particolare per le implementazioni sostenibili. Ora, i ricercatori della Yale University hanno sviluppato un nuovo approccio in grado di rimuovere l'arsenico dall'acqua con elevata efficacia, e che ha il potenziale per essere attuato in modo sostenibile.   I ricercatori hanno usato in precedenza ossido di alluminio e biossido di titanio in forma di nanopolveri ,capaci di rimuovere due forme di arsenico, arsenito e arseniato, dall'acqua. Ma, secondo Julie Zimmerman, professore associato di Chimica Ambientale e Studi di Ingegneria & Forestry & Environmental:  "L'uso di nanopolveri richiede post-trattamento di filtrazione, che può essere ad alta intensità energetica".     Per far fronte a questa limitazione, Zimmerman e i suoi colleghi hanno sviluppato un sistema che utilizza chitosano, un biopolimero derivato da esoscheletri di molluschi. Il chitosano è un abbondante prodotto di scarto, prontamente disponibile, trasformato in perle impregnate con nanoparticelle di biossido di titanio e ossido di alluminio, i ricercatori hanno sviluppato una tecnica sostenibile che rimuove sia arsenito e arseniato con la stessa efficacia delle nanopolveri, ma senza le esigenze di abbinare il post-trattamento di filtrazione. Inoltre, utilizzando biossido di titanio e ossido di alluminio in combinazione, sono realizzate significative sinergie.     "Quando il biossido di titanio, -spiega Zimmerman- viene esposta alla luce ultravioletta genera radicali idrossili. Questi sono ossidanti molto efficaci che reagiscono con l’arsenito, il più tossico dei due tipi di arsenico, per trasformarlo in arseniato. L'arseniato s’assorbe poi sull'ossido di alluminio,  quindi efficace per la rimozione dall'acqua potabile.   "Una delle cose che cerchiamo di fare in generale -dice Zimmerman- è quello di progettare sistemi che hanno intrinsecamente caratteristiche desiderabili, piuttosto che dover continuamente controllare le circostanze". "Per esempio, le perle di chitosano sono separate dalla densità, quindi non abbiamo bisogno di aggiungere alcun ulteriore energia o materiali per separare l'acqua potabile purificata, dalla carica assorbente dell’ arsenico." Le sfere possono poi essere rigenerate mediante lavaggio con un po ' soluzione basica per rimuovere l'arsenico assorbito, e riutilizzabili senza alcun notevole diminuzione delle prestazioni, per almeno cinque cicli.   Oltre alla rimozione dell'arsenico,ha osservato Zimmerman, la tecnica chitosano ha ulteriori potenziali applicazioni nel trattamento delle risorse idriche.   "Ci sono un sacco di altre questioni di contaminazione da metalli in sistemi acquosi che sono appropriati per questo tipo di sistema, rendendolo perciò una piattaforma tecnologica. Per esempio, stiamo ultimando uno studio sul selenio, che è di interesse poiché non vi sono attività recenti dalla Environmental Protection Agency nel fissare nuovi criteri di qualità dei limiti che sono previsti  nelle acque ", spiega. "Possiamo drogare questo sistema con nanopolveri o altri assorbenti potenziali, specificamente mirati alle miscele di contaminanti o per contaminanti di interesse. Inoltre, il chitosano, di per sé, ha dimostrato di essere efficace nella rimozione di alcuni contaminanti acquosi. In questo modo, il chitosano può essere un attiva, non passiva, matrice d’impregnazione".