Il laser può eliminare in modo rapido ed economico i contaminanti chimici del suolo

L'Istituto americano di Fisica propone attraverso un suo comunicato un nuovo metodo per decontaminare i suoli, che si basa su un'applicazione evoluta del laser, un fenomeno fisico che ha già avuto numerose applicazioni di successo in altri ambiti di studio e che ora è stato oggetto di un recente articolo pubblicato sul giornale dell'Istituto americano di Fisica 'Journal of Applied Physic' (Giornale di Fisica applicata), in relazione ad un suo possibile utilizzo per decontaminare i suoli inquinati.

Questa più recente tecnologia, oggetto di studio, utilizza il laser in modo analogo a come viene utilizzato nel contrasto dei tumori che colpiscono il corpo umano, in questo caso però anziché identificare e distruggere tessuti malati utilizzando elevate temperature, identificherà e decomporrà composti chimici tossici presenti in suoli inquinati; il risultato ottenuto è però molto superiore a quello ottenibile con altri metodi di uso comune.

Secondo l'equipe di ricerca che propone questa nuova applicazione l'utilizzo della tecnologia laser permette di unire minori costi, maggiore efficacia e minore complessità delle operazioni richieste per depurare il suolo dalle sostanze inquinanti. Si tratterebbe in questo caso di utilizzare un laser ad alta potenza, che pertanto agirebbe in modo diretto in pochi secondi sul suolo interessato dall'inquinamento, non richiedendo quindi spostamenti di terra, usualmente necessari per effettuare la pulizia in apposite strutture esterne, o lenti processi di assorbimento, come si verifica quando si ricorre alla 'phytoremediation', la quale utilizza piante che lentamente assorbono grandi quantità di alcuni elementi minerali od organici inquinanti, che sono prelevati dal suolo nell'attività di esplorazione tipicamente espletata dalle radici, alla ricerca di elementi nutritivi.

Come riferisce Ming Su, professore associato di ingegneria chimica alla NorthEast University (USA):'Altri metodi sono costosi, con grande impiego di lavoro, hanno ridotta efficienza, o richiedono molto tempo'. Insieme con due studenti del corso di specializzazione post-laurea, Wenjun Zheng e Sichao Hou, egli ha dimostrato come tale sistema laser potrebbe funzionare e lo ha descritto nell'articolo pubblicato.

Gli autori di questo studio hanno anche evidenziato, uno ad uno, i limiti di altri sistemi in uso: Essi, in particolare, riferiscono che la pulitura del suolo con solventi organici potrebbe generare dei sotto-prodotti ancor più tossici, quando tossici non sono direttamente i solventi utilizzati. Inoltre il dilavamento delle sostanze inquinate potrebbe inquinare le acque superficiali, portandovi i composti contaminanti, di cui era richiesta la rimozione; a volte essi sarebbero rimossi solo in parte, con il suolo che resta inquinato da minori concentrazioni dei composti chimici da rimuovere.

Per quanto riguarda altri sistemi che operino localmente, senza spostamenti di terra, gli autori segnalano che la rimozione basata sull'immissione di vapore nel suolo funziona solo nei terreni ben permeabili ed omogenei, mentre gli approcci 'biologici' che utilizzano piante o microrganismi sono invece molto lenti nell'esplicare il loro effetto e agirebbero solo su ridotte concentrazioni di alcune sostanze contaminanti, che siano complementari all'attività biologica dei detti organismi.

'Non c'è alcun altro metodo che possa far ciò a un livello così alto di efficienza', riferisce il professor Su.

Per dimostrare la fattibilità del nuovo metodo, che essi stanno mettendo a punto, i ricercatori lo hanno testato su un suolo artificiale composto di silice porosa contaminata con DDE, un composto cancerogeno derivato dalla decomposizione del DDT, un antiparassitario (insetticida clororganico) che negli Stati Uniti è vietato fin dal 1972. Le molecole di DDE hanno un aspetto che agevola questo test: esse risultano fluorescenti in presenza di luce ultravioletta, pertanto quando sono irraggiate con tale spettro luminoso possono essere agevolmente identificate una ad una e degradate tramite un trattamento ad alta temperatura (migliaia di gradi Celsius), ottenuto con irraggiamento all'infrarosso ad alta potenza. Alla fine la scomparsa della fluorescenza indica che il composto non è più presente nel suolo.

Il laser dovrebbe essere in grado di funzionare con ogni tipo di contaminante, sia composti organici che ioni metallici, ma come precisa il Prof.Su i ricercatori dovranno ora fare esperimenti con altri contaminanti. Futuri studi comporteranno anche una maggiore analisi per determinare se si verifica effettivamente una degradazione delle sostanze contaminanti trattate con il laser, tale da soddisfare gli standard previsti.

Un'ulteriore possibilità a cui pensano di lavorare i ricercatori è l'accoppiamento del sistema laser con un aratro, che permetta una migliore esposizione delle sostanze da trattare alla luce laser, che viene indirizzata sul suolo tramite dei cavi ottici che in esso si inseriscono.

Fonte/i: American Institute of Physics (USA), 29 agosto 2017

Autore dell'articolo: , 31 agosto 2017

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