L’inquinamento delle acque è un problema che nelle ultime decadi sta aumentando il suo rilievo. Le sostanze organiche, caratterizzate da una complessa struttura chimica, sono tra i principali responsabili. In particolare, i coloranti producono un notevole inquinamento delle acque.
Dall’industria alimentare a quella tessile, passando da quelle produttrici di carta e plastica, fino ad arrivare all’industrie farmaceutiche e cosmetiche, tutte contribuiscono nello scarico nell'ambiente volumi significativi di acque reflue colorate. I coloranti sono resistenti alla luce, al calore e agli agenti ossidanti; inoltre hanno il potenziale di indurre effetti cancerogeni, mutageni e teratogeni sugli organismi viventi.
Alla luce di tutto ciò, si evince quanto sia indispensabile rimuovere questi composti dalle acque reflue. Esistono numerose tecniche e l'adsorbimento ne rappresenta una ampiamente utilizzata in questo campo grazie al suo rapporto costo-efficacia, alla semplicità di costruzione e all'elevata efficienza, selettività e adattabilità.
Una considerevole varietà di biomasse e rifiuti vegetali ha dimostrato la propria efficacia nella ritenzione dei coloranti. Un vantaggio notevole di questi materiali rispetto ad altre categorie di adsorbenti è la loro disponibilità annuale in grandi quantità nella maggior parte delle regioni del mondo, il loro basso costo e l'assenza della necessità di trattamenti o attivazioni supplementari o preliminari.
Le foglie di amarena, che non sono ancora state documentate nella letteratura scientifica, sono un'ottima opzione per l'adsorbimento grazie al fatto che sono abbondanti, poco costose e facilmente disponibili in tutti i luoghi.
L'obiettivo della ricerca condotta presso l'Università Politecnica di Timisoara (Romania) era dimostrare che l'adsorbente derivato da questo materiale vegetale (senza subire trattamenti chimici o termici) può essere utilizzato per rimuovere il blu di metilene e il cristalvioletto da soluzioni acquose.
La ritenzione dei coloranti è stata determinata attraverso l'analisi del colore, trasferendo il colore dei coloranti dalla soluzione iniziale alle foglie di amarena in polvere. L'efficacia dell'adsorbente nel facilitare l'adsorbimento dei coloranti cationici è risultata significativamente influenzata da pH, forza ionica e dose di adsorbente.
Tra i principali risultati, sono state ottenute capacità di adsorbimento pari a 524,1 (mg g-1) per il cristalvioletto e a 168,6 (mg g-1) per il blu di metilene. Queste capacità superano notevolmente quelle di altri adsorbenti comparabili. Per i due coloranti in esame, l'equilibrio è stato raggiunto dopo quaranta minuti di tempo di contatto. Il processo di adsorbimento è risultato essere di tipo esotermico, favorevole e spontaneo, con l'adsorbimento fisico come meccanismo principale, come determinato anche dalle analisi termodinamiche.
Questo adsorbente contiene vari gruppi funzionali specifici della cellulosa, dell'emicellulosa e della lignina che sono in grado di legare i coloranti. I risultati indicano che le foglie di amarena in polvere hanno il potenziale per essere un adsorbente economico, sostenibile per l'ambiente ed efficace quando vengono utilizzate per rimuovere i coloranti blu di metilene e cristalvioletto da soluzioni acquose.
L'unico svantaggio? L’impossibilità di rigenerare l'adsorbente. Ma è più che compensato dal suo costo estremamente basso.
Fonte: Mosoarca, G.; Vancea, C.; Popa, S.; Dan, M.; Boran, S. A Novel High-Efficiency Natural Biosorbent Material Obtained from Sour Cherry (Prunus cerasus) Leaf Biomass for Cationic Dyes Adsorption. Materials 2023, 16, 4252. https://doi.org/10.3390/ma16124252.
Melissa Venturi
Università di Bologna (IT)
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