08/05/2024
E’ risaputo che l'arsenico è uno degli elementi più tossici presenti sulla Terra. L’arsenico presente nelle acque sotterranee, utilizzate per fornire acqua potabile in molti paesi del mondo, è stato, infatti, riconosciuto come la principale fonte di esposizione umana a questo elemento. L’Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (Iarc) classifica questo elemento come cancerogeno di Classe 1, e l’Organizzazione mondiale della sanità (Oms) ha stabilito un valore soglia di 10 mg/L come suo limite di concentrazione nell’acqua potabile. Pertanto lo sviluppo di nuove tecnologie e processi in grado di rimuovere in maniera efficiente questo elemento dalle acque, rendendole adatte al consumo umano, è fortemente auspicabile.
Questa sfida è stata raccolta dal team di ricerca dell’Istituto per la tecnologia delle membrane (Cnr-Itm) che ha sviluppato una nuova membrana resa chimicamente selettiva per l’arsenico e in grado di abbatterne la sua concentrazione nelle acque. Questo lavoro è il risultato di una collaborazione multidisciplinare con gruppi di ricerca sia nazionali quali l’Università della Calabria, l’Università di Pisa, l’Istituto di nanotecnologie del Cnr (Cnr-Nanotec), che internazionali quali l’Università di Southern Queensland, l’Università di Wuppertal e la National Taiwan University.
La membrana messa a punto dal team di ricerca è stata infatti preparata con una metodologia innovativa in modo da renderla chimicamente selettiva nei confronti dell’arsenico presente nelle acque contaminate. Si è, infatti, dimostrata in grado di rimuovere entrambe le specie di arsenico naturalmente presenti in acque sorgive raccolte sull’altopiano della Sila in Calabria (X: 635480, Y: 4319684), riducendone, dopo una singola filtrazione ed in condizioni operative blande, la concentrazione sotto il limite fissato dall’Oms e rendendo pertanto l’acqua purificata idonea al consumo umano.
“Questo è un importante traguardo” spiega Alberto Figoli, direttore del Cnr-Itm. “Le membrane finora utilizzate per rimuovere l’arsenico spesso richiedono condizioni operative severe e non sono efficienti nel rimuovere entrambe le forme in cui l’arsenico si trova presente nelle acque”.
“La membrana sviluppata, grazie alla sua architettura porosa, permette un elevato passaggio attraverso di essa delle molecole di acqua e dei sali in essa disciolti trattenendo invece l’arsenico” afferma Francesco Galiano, ricercatore del Cnr-Itm. “Ciò permette di mantenere inalterata la concentrazione dei minerali naturalmente presenti nell’acqua senza causarne la demineralizzazione”.
Il raggiungimento di questi risultati è stato reso possibile grazie al finanziamento, da parte della Regione Calabria, del progetto di ricerca denominato “Separazione dell’arsenico dalle acque mediante processi a membrana” (AsSE, codice progetto J28I17000030006) finanziato nell’ambito del POR CALABRIA, FESR-FSE 2014-2020, Asse I – promozione della ricerca e dell’innovazione, Obiettivo specifico 1.2 “Rafforzamento del sistema innovativo regionale e nazionale”, Azione 1.2.2 “Supporto alla realizzazione di progetti complessi di attività di ricerca e sviluppo su poche aree tematiche di rilievo e all’applicazione di soluzioni tecnologiche funzionali alla realizzazione delle strategie di S3”.
I risultati ottenuti sono stati riportati in un articolo scientifico dal titolo “Arsenic water decontamination by a bioinspired As-sequestering porous membrane”, pubblicato sulla rivista internazionale Nature Water (del gruppo Nature Portfolio), in data 15 aprile 2024.
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