研究により、空気を吸着し、 水 汚染物質を除去し、現在使用されている活性炭に代わる低コストで持続可能な代替品となる可能性がある
汚染 私たちのものを作ります 惑星の 土地、 水、空気やその他の環境成分は汚れていて、安全でなく、使用に適していません。 汚染 自然環境への人為的な汚染物質の導入または侵入によって引き起こされます。 汚染 さまざまな種類があります。例の土地 汚染 そのほとんどは家庭からの廃棄物や、民間企業によるゴミや産業廃棄物によって発生します。 水 汚染 異物が入ると起こります 水 化学薬品、下水を含む 水、農薬や肥料、あるいは水銀のような金属。大気汚染は、空気中に浮遊する数百万個の小さな粒子を含むすすのような、燃料の燃焼によって空気中に含まれる粒子によって引き起こされます。もう 1 つの一般的な大気汚染は、二酸化硫黄、一酸化炭素、窒素酸化物、化学蒸気などの危険なガスです。 大気汚染 また、温室効果ガス（二酸化炭素や二酸化硫黄など）の形も取り、地球の温暖化を助ける可能性があります。 惑星 温室効果によって。他のタイプの公害は、航空機、産業、またはその他の発生源から発せられる音が有害なレベルに達する騒音公害です。
近年、環境を浄化するために大規模な取り組みが行われてきたにもかかわらず、汚染は依然として大きな問題であり、健康に継続的なリスクをもたらし、世界中で 200 億人に影響を与えています。この問題が発展途上国で最も深刻であることは間違いなく、そこでは産業排出物、劣悪な衛生環境、不適切な廃棄物管理、汚染された物質などの伝統的な汚染源が存在します。 水 バイオマス燃料の供給と室内大気汚染への曝露は、多くの人々に影響を与えます。しかし、先進国においてさえ、特に社会の貧しい部門の間で環境汚染が続いています。一般に開発途上国ではリスクが高くなりますが、開発途上国では貧困、技術導入に対する経済的制約、脆弱な環境法が組み合わさって高レベルの汚染を引き起こしています。このリスクは安全でないことによってさらに悪化します。 水、劣悪な衛生環境、劣悪な衛生環境、室内空気汚染。汚染は胎児や成長期の子供たちに悪影響を及ぼし、がんやその他の病気のせいで平均余命が45年ほど短くなる可能性もあります。 大気汚染と水質汚染 サイレントキラーであり、私たちに悪影響を与えると考えられています。 惑星 そしてひいては人類。私たちが呼吸する空気は、99% が窒素、酸素、水蒸気、不活性ガスである非常に明確な化学組成を持っています。大気汚染は、通常は空気に加えられない物質が添加されることで発生します。粒子状物質（空気中に存在し、発電所、産業、自動車、火災から排出される固体粒子や液滴）は、現在、都市部や郊外地域にさえ遍在しています。また、何百万トンもの産業排水が世界に放出されています。 領海 毎年。粒子状物質と染料はどちらも環境、生態系、そして人類にとって非常に有毒です。
空気や空気に対処するために、さまざまな方法や手順が日常的に使用されています。 水 ろ過、イオン交換、凝固、分解、吸着などの汚染を除去し、これらの方法のそれぞれが異なる成功率を示します。これらを比較した場合、吸着は簡単、操作が簡単、効率が高く、使いやすいなどの理由から最も実現可能であると考えられています。 各種吸着剤の中でも、大気や廃棄物の汚染軽減においては、 水、活性炭は最も一般的に使用される吸着剤です。活性炭とも呼ばれるこれは、吸着や化学反応に利用できる表面積を増やす、小さくて体積の少ない細孔を持つように加工された炭素の一種です。実際、活性炭は吸着剤のゴールドスタンダードです。カーボンには自然な親和性があります。 オーガニック ベンゼンなどの汚染物質が表面に結合します。炭素を「活性化」すると、つまり 1,800 度で蒸気をかけると、小さな孔やポケットが形成され、その表面積が増加します。殺虫剤、クロロホルム、その他の汚染物質は、このハニカムの穴に滑り込み、しっかりと保持されます。また、完全に処理された水には炭素が残りません。中国やインドなどの発展途上国の水処理プラントでは、日常的に活性炭が使用されています。同様に、活性炭には、空気から揮発性化合物、臭気、その他のガス状汚染物質を除去するのに役立つ特別な特性があります。仕組みは非常に簡単です。活性炭にはいくつかの欠点があります。まず、非常に高価で、細孔が埋まるまでしか使用できないため、保存期間が非常に短いです。そのため、フィルターを時々交換する必要があります。また、活性炭は再生が難しく、時間の経過とともに効果が低下します。これらは、炭素や病原性細菌やウイルスに引き寄せられない汚染物質を除去するのには効果的ではありません。
経済的で持続可能な代替案
で公開された最近の研究では 化学のフロンティア研究者らは、大気汚染と水質汚染に取り組むために、手頃な価格で低コストで持続可能な材料を開発しました。固形廃棄物や豊富な廃棄物から生み出されるこの新しい「グリーン」多孔質材料 オーガニック 天然ポリマーは、活性炭と比較すると、廃水や空気中の汚染物質を吸着するという点で非常に有望であり、「経済的な代替品」として注目されています。この新しい「グリーン」吸着剤は、天然に豊富な原料である海藻や藻類から抽出できるアルギン酸ナトリウムと呼ばれる多糖類と、工業副産物であるシリカフューム（シリコン金属合金の加工副産物）を組み合わせたものです。これは非常に簡単に合成され、アルギン酸塩のゲル化特性と、異なるスケール長での低温での多孔性を制御された重炭酸ナトリウムの分解によって強化されました。廃水汚染のテストでは、モデル汚染物質として青色の染料が使用されました。新しいハイブリッド材料が約 94% の効率で染料を吸着および除去することがわかり、これは非常に心強いものでした。この染料は非常に高濃度であっても除去されました。この材料は、ディーゼル排気ガスからの粒子状物質を捕捉する強力な能力を示しました。イタリアのブレシア大学のエルザ・ボンテンピ博士が主導した研究では、この材料は空気中の微粒子物質と、 オーガニック 廃水中の汚染物質を除去し、汚染を削減します。
この新しい材料は、天然に豊富なポリマーと、常に廃棄される産業廃棄物の副産物から非常に革新的かつ安価な方法で製造されるため、これは刺激的な研究です。この新素材は「オーガニック「無機ハイブリッド」は低コストであるだけでなく、持続可能で再生可能であり、実際に活性炭に取って代わり、好ましい選択肢となる可能性があります。製造時に消費されるエネルギー（「体現された」エネルギー）も少なくなるため、二酸化炭素排出量も大幅に少なくなります。この材料は自己安定性もあり、高温での熱処理を必要とせず、さまざまな実験用にスケールアップすることもできます。さらに、進行中のテストでは、周囲条件で保存でき、まったく劣化せず、時間の経過とともに安定性が高まることが示されています。したがって、その汎用性は高く、空気や水のろ過に幅広い用途が可能です。これは、大気と水の汚染と闘い、母なる地球と人類を守るという大きな希望を生み出します。
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ソース
Zanoletti A etal。 2019.持続可能な汚染物質削減のためのシリカフュームとアルギン酸塩から派生した新しい多孔質ハイブリッド材料。 化学のフロンティア。 6。 https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060
