Valutazione della capacità di riciclo di materiali innovativi ed ecosostenibili capaci di trattenere inquinanti inorganici in acque naturali

Questo lavoro di tesi è parzialmente inserito all’interno del Progetto SusWater, finanziato dall’Unione Europea, che intende sviluppare nuovi strumenti sostenibili in termini ambientali al fine di eliminare gli agenti inquinanti e trattare l’acqua contaminata in modo che possa essere impiegata per l’acquacoltura o riutilizzata. Gli allevamenti ittici collocati lungo le risorse idriche sostituiscono gradualmente l’acqua dello stagno con acqua dolce che purtroppo può essere contaminata da elementi potenzialmente tossici (Potentially Toxic Elements - PTE), diventando così un rischio per la salute pubblica, oltre che la principale causa di morte dei pesci. Allo scopo di eliminare i PTE dalle risorse idriche si sta puntando su idrogel derivanti da materiali di scarto come, ad esempio, le bucce dei semi di soia, i quali mostrano un’elevata capacità di adsorbimento, una buona riutizzabilità e un basso costo. La loro struttura a rete tridimensionale può essere modificata inserendovi diversi gruppi funzionali diventando così siti di reazione per intrappolare ioni metallici. Tre tipologie di idrogel, precisamente a base di alginato di sodio e carbossimetilcellulosa (CMC), a base di gelatina e a base di chitosano, sono state testate per l’adsorbimento e il desorbimento dei seguenti PTE: arsenico, cadmio, mercurio, nichel, piombo, rame e zinco in matrice acquosa allo scopo di valutare sia la loro efficienza in termini di abbattimento di PTE sia la possibilità di un loro riciclo. Relativamente all’idrogel a base di alginato di sodio e carbossimetilcellulosa (CMC) sono state testate differenti modalità di desorbimento dei PTE: i) HCl 0,01M, ii) HCl 0,1M e iii) Na2EDTA 0,01M. La procedura di desorbimento risultata più efficiente si è rivelata essere quella che impiega come agente desorbente una soluzione di Na2EDTA 0,01M. Tale soluzione è stata, quindi, impiegata per valutare le potenzialità di riciclo degli altri due idrogel. Tutti i tre idrogel presi in considerazione hanno dimostrato di avere buone capacità di riciclo e, quindi, possono essere considerati dei materiali assorbenti promettenti. Sono stati presi in considerazione anche delle possibili alternative agli idrogel ovvero dei derivati dell’imidazo[1,5a]piridina per valutarne la capacità di adsorbimento nei confronti dei PTE elencati precedentemente. La capacità di adsorbimento di tali materiali nei confronti dei PTE non è risultata essere ottimale, soprattutto a causa del fatto che essi formano complessi in soluzione e, quindi, non permettono la rimozione dei PTE dalle acque.