Kajian telah menghasilkan bahan baru yang boleh menyerap udara dan air bahan pencemar dan boleh menjadi alternatif kos rendah yang mampan kepada karbon teraktif yang sedang digunakan
Pencemaran menjadikan kita planet tanah, air, udara dan unsur-unsur lain persekitaran yang kotor, tidak selamat dan tidak sesuai digunakan. Pencemaran disebabkan oleh pengenalan buatan atau kemasukan bahan cemar ke dalam persekitaran semula jadi. Pencemaran adalah pelbagai jenis; tanah contoh pencemaran kebanyakannya disebabkan oleh pembuangan isi rumah atau sampah sarap dan sisa industri oleh syarikat komersial. Air pencemaran disebabkan apabila bahan asing diperkenalkan air termasuk bahan kimia, kumbahan air, racun perosak dan baja atau logam seperti merkuri. Pencemaran udara disebabkan oleh zarah di udara daripada bahan api yang terbakar, seperti jelaga, yang mengandungi berjuta-juta zarah kecil terapung di udara. Satu lagi jenis pencemaran udara yang biasa ialah gas berbahaya, seperti sulfur dioksida, karbon monoksida, nitrogen oksida dan wap kimia. Selain itu, pencemaran udara juga boleh mengambil bentuk gas rumah hijau (seperti karbon dioksida atau sulfur dioksida) dan membantu pemanasan badan kita. planet melalui kesan rumah hijau. Jenis pencemaran lain ialah pencemaran bunyi apabila bunyi yang datang dari pesawat, industri atau sumber lain mencapai tahap berbahaya.
Walaupun usaha besar telah dilakukan sejak beberapa tahun kebelakangan ini untuk membersihkan alam sekitar, pencemaran kekal sebagai masalah utama dan menimbulkan risiko berterusan kepada kesihatan, menjejaskan 200 juta orang di seluruh dunia. Masalahnya tidak dapat dinafikan paling besar di negara membangun, di mana sumber pencemaran tradisional seperti pelepasan industri, sanitasi yang buruk, pengurusan sisa yang tidak mencukupi, tercemar. air bekalan dan pendedahan kepada pencemaran udara dalaman daripada bahan api biojisim menjejaskan sejumlah besar orang. Walaupun di negara maju, bagaimanapun, pencemaran alam sekitar berterusan, terutamanya di kalangan sektor masyarakat yang lebih miskin. Walaupun risiko secara amnya lebih tinggi di negara membangun, di mana kemiskinan, kekangan ekonomi untuk menerima pakai teknologi dan undang-undang alam sekitar yang lemah digabungkan untuk menyebabkan tahap pencemaran yang tinggi. Risiko ini ditambah lagi dengan tidak selamat air, sanitasi yang buruk, kebersihan yang tidak baik dan pencemaran udara dalaman. Pencemaran mempunyai kesan buruk kepada kanak-kanak yang belum lahir dan membesar, dan jangka hayat mungkin serendah 45 tahun kerana kanser dan penyakit lain. Pencemaran udara dan air adalah pembunuh senyap dan dianggap memberi kesan buruk kepada kita planet dan seterusnya manusia. Udara yang kita sedut mempunyai komposisi kimia yang sangat pasti iaitu 99 peratus nitrogen, oksigen, wap air dan gas lengai. Pencemaran udara berlaku apabila perkara yang tidak biasa ditambahkan ke udara. Zarah – zarah pepejal dan titisan cecair yang ditemui di udara dan dipancarkan daripada loji janakuasa, industri, kereta dan kebakaran – kini terdapat di mana-mana di bandar dan juga kawasan pinggir bandar. Juga, berjuta-juta tan kumbahan industri dilepaskan ke dalam dunia perairan setiap tahun. Kedua-dua zarah dan pewarna adalah sangat toksik kepada alam sekitar, ekosistem dan kepada manusia.
Pelbagai kaedah dan prosedur digunakan secara rutin untuk menangani udara dan air pencemaran, termasuk penapisan, pertukaran ion, pembekuan, penguraian, penjerapan dll dan setiap kaedah ini menunjukkan kadar kejayaan yang berbeza. Jika dibandingkan, penjerapan dianggap paling boleh dilaksanakan kerana ia mudah, mudah dikendalikan, mempunyai kecekapan tinggi, kemudahan untuk digunakan dan lain-lain. Antara pelbagai penjerap, dalam pengurangan pencemaran udara dan sisa air, karbon teraktif ialah penjerap yang paling biasa digunakan. Juga dipanggil arang teraktif, ia adalah satu bentuk karbon yang diproses untuk mempunyai liang kecil bervolume rendah yang meningkatkan kawasan permukaan yang tersedia untuk penjerapan atau tindak balas kimia. Malah, karbon teraktif adalah piawaian emas dalam penjerap. Karbon mempunyai pertalian semula jadi untuk organik bahan pencemar seperti benzena, yang terikat pada permukaannya. Jika anda "mengaktifkan" karbon iaitu mengukusnya pada 1,800 darjah ia membentuk liang kecil dan poket yang meningkatkan luas permukaannya. Racun perosak, kloroform dan bahan cemar lain meluncur ke dalam lubang sarang lebah ini dan berpegang teguh. Selain itu, tiada karbon kekal di dalam air setelah ia dirawat dengan teliti. Loji rawatan air di negara membangun seperti China dan India secara rutin menggunakan karbon teraktif. Begitu juga, karbon teraktif mempunyai ciri khas yang membantu dalam menyingkirkan sebatian meruap, bau dan bahan pencemar gas lain dari udara. Cara ia berfungsi agak mudah. Terdapat beberapa kelemahan karbon teraktif, pertama ia sangat mahal dan mempunyai jangka hayat yang sangat singkat kerana ia hanya boleh digunakan sehingga pori-porinya penuh – itulah sebabnya anda perlu menukar penapis dari semasa ke semasa. Karbon teraktif juga sukar untuk dijana semula dan keberkesanannya berkurangan dari semasa ke semasa. Mereka tidak berkesan untuk membuang bahan cemar yang sama ada tidak tertarik kepada karbon atau bakteria dan virus patogen.
Alternatif ekonomi dan mampan
Dalam kajian terbaru yang diterbitkan dalam Sempadan dalam Kimia, penyelidik telah mencipta bahan kos rendah dan mampan yang mampu milik untuk menangani pencemaran udara dan air. Bahan berliang "hijau" baru ini dihasilkan daripada sisa pepejal dan banyak organik polimer semula jadi kelihatan sangat menjanjikan dari segi penyerapan bahan pencemar dalam air buangan dan udara jika dibandingkan dengan karbon teraktif dan dilabelkan sebagai "alternatif ekonomi". Penjerap “hijau” baharu ini ialah gabungan bahan mentah yang banyak secara semula jadi – polisakarida yang dipanggil natrium alginat yang boleh diekstrak daripada rumpai laut dan alga–dengan produk sampingan industri – wasap silika (hasil daripada pemprosesan aloi logam silikon). Ia disintesis dengan sangat mudah dan disatukan oleh sifat pembentuk gel alginat dan oleh penguraian keliangan terkawal natrium-bikarbonat pada suhu rendah pada panjang skala yang berbeza. Untuk ujian dalam pencemaran air sisa, pewarna biru digunakan sebagai bahan pencemar model. Ia dilihat bahawa bahan hibrid baharu itu menjerap dan mengeluarkan pewarna dengan kecekapan kira-kira 94 peratus, yang sangat menggalakkan. Malah kepekatan pewarna ini yang sangat tinggi telah dikeluarkan. Bahan ini menunjukkan keupayaan yang menggalakkan untuk memerangkap bahan zarah daripada asap ekzos diesel. Kajian yang diketuai oleh Dr.ElzaBontempi dari Universiti Brescia, Itali, menyimpulkan bahawa bahan ini mampu menggantikan karbon teraktif dengan sangat cekap dalam keupayaannya untuk menangkap kedua-dua zarah halus di udara dan juga organik bahan pencemar dalam air kumbahan sekali gus mengurangkan pencemaran.
Ini adalah kerja yang mengujakan, kerana bahan baharu ini dihasilkan dengan cara yang sangat inovatif dan murah daripada polimer yang banyak secara semula jadi dan produk sampingan sisa industri yang bagaimanapun sentiasa dibuang. Bahan baru ini dipanggil sebagai "organik-inorganic hybrid” bukan sahaja kos rendah, ia juga mampan dan boleh dijana semula dan sebenarnya boleh menggantikan karbon teraktif dan menjadi pilihan pilihan. Ia juga menggunakan lebih sedikit tenaga apabila dihasilkan (tenaga "diwujudkan") dan dengan itu meninggalkan jejak karbon yang jauh lebih rendah. Bahan ini juga menstabilkan diri dan tidak memerlukan rawatan haba pada suhu tinggi dan juga boleh ditingkatkan untuk eksperimen yang berbeza. Ujian berterusan selanjutnya menunjukkan bahawa ia boleh disimpan pada keadaan ambien dan ia hanya menjadi lebih stabil dari semasa ke semasa dan tidak merendahkan sama sekali. Oleh itu, ia sangat serba boleh dan boleh mempunyai pelbagai aplikasi dalam penapisan udara dan air. Ini menjana harapan besar untuk memerangi pencemaran udara dan air serta melindungi ibu bumi serta manusia.
***
{Anda boleh membaca kertas penyelidikan asal dengan mengklik pautan DOI yang diberikan di bawah dalam senarai sumber yang dipetik}
Sumber (s)
Zanoletti A et al. 2019. Bahan Hibrid Berliang Baharu Diperolehi Daripada Asap Silika dan Alginat untuk Pengurangan Bahan Pencemaran Mampan. Sempadan dalam Kimia. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060
