Pulire l'acqua con i nanomagneti

Può sembrare un modo improbabile per ripulire l'acqua potabile, ma gli scienziati della Rice University, a Houston, hanno scoperto che le nanoparticelle di ruggine possono essere utilizzate per rimuovere l'arsenico con una semplice onda di un magnete.

Le nanoparticelle magnetiche di ruggine (illustrate qui in rosso e arancione) tendono a legarsi all'arsenico. Gli scienziati del Texas ritengono che queste proprietà li rendano ideali per rimuovere l'arsenico dall'acqua di pozzo contaminata utilizzando poco più di un magnete. (Credito: CBEN Rice University)

L'arsenico si attacca alla ruggine, dice Vicki Colvin , un chimico del Rice's Center for Biological and Environmental Nanotechnology. E poiché la ruggine è essenzialmente ossido di ferro, tende ad essere magnetica, quindi può essere tirata fuori dall'acqua usando un magnete a bassa potenza.

La tecnica è molto promettente per il trattamento di milioni di pozzi attualmente ritenuti contaminati da pericolosi livelli di arsenico, afferma Colvin.

Infatti, secondo la Banca Mondiale, quasi 65 milioni di persone sono a rischio di problemi di salute legati all'arsenico, in gran parte a causa dei pozzi contaminati. La situazione è così grave che ha portato alla creazione di un premio in denaro di $ 1 milione, chiamato Sfida Grainger , da assegnare a chi escogita una soluzione pratica per rimuovere l'arsenico dai pozzi dei paesi poveri.

Non è solo un problema nei paesi in via di sviluppo, afferma Proctor Reid, direttore dei programmi del Accademia Nazionale di Ingegneria , a Washington, D.C., che istituì la Grainger Challenge. Ci sono anche pozzi contaminati da arsenico nel New Mexico, dice.

La ruggine è nota per la sua capacità di legarsi all'arsenico, afferma Scott Fendorf , uno scienziato del suolo alla Stanford University. Molte delle tecniche esistenti si basano sull'ossido di ferro come scavenger, dice.

Aggiungendo nanoparticelle di ruggine all'acqua, l'ossido di ferro può essere ancora più efficace e non sono necessari hardware costosi e macchinari complessi, afferma Colvin. Riducendo le dimensioni, ottieni molta superficie, il che significa che hai bisogno di meno materiale per trattare il contenuto.

Tuttavia, fino ad ora si pensava che tali particelle, che hanno un diametro di circa 10 nanometri, avrebbero avuto bisogno di potenti elettromagneti per generare campi abbastanza forti da superare le forze locali che agiscono sulle minuscole particelle.

Ma il team di Colvin, che ha pubblicato i suoi risultati sulla rivista Scienza , mostra che anche i magneti a bassa potenza possono fare il trucco. Le particelle interagiscono magneticamente, spiega. Ciò consente loro di comportarsi, almeno magneticamente, come un magnete più grande, e quindi di essere influenzati come tale.

Colvin e colleghi hanno quindi ripetuto il loro esperimento, questa volta con acqua contaminata da arsenico. Hanno scoperto che quando le nanoparticelle sono state rimosse, i livelli di arsenico dell'acqua sono stati ridotti a livelli ben al di sotto di quelli ritenuti sicuri dall'Agenzia per la protezione dell'ambiente.

Attualmente vengono utilizzate diverse tecniche per rimuovere l'arsenico, che vanno dalle centrifughe ai sistemi di filtrazione. Dato che le tecnologie di bonifica dell'arsenico spesso devono essere implementate in aree remote con accesso limitato all'energia, è importante che siano il più semplici possibile e non richiedano elettricità, afferma Reid.

La tecnica del riso potrebbe fornire un approccio molto più pratico. Sebbene gli esperimenti di Colvin abbiano utilizzato nanoparticelle relativamente costose, è sicura che le particelle di ruggine ultra-piccole possano essere generate facilmente ed economicamente. Per quanto riguarda i magneti, questi possono essere recuperati dai dischi rigidi dei vecchi computer, molti dei quali finiscono nel sud-est asiatico, dice.

Si tratta di un progresso per il trattamento dell'acqua in generale, afferma Fendorf. Ma pulire l'arsenico è solo una parte del problema, dice. Rimane una grande domanda su cosa fare con l'arsenico una volta rimosso dall'acqua. Dopotutto, rimane un pericolo per la salute.

nascondere