L'elettrolisi risolve uno dei maggiori problemi di eredità
Un nuovo metodo elettrochimico converte DDT e lindano in benzene e altri precursori chimici
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inquinanti organici persistenti come il DDT o il lindano continuano a inquinare l'ambiente e l'uomo per decenni dopo il loro utilizzo. I ricercatori dell'ETH hanno sviluppato un nuovo processo elettrochimico che dealogena completamente queste tossine persistenti e le converte in preziosi prodotti chimici industriali.
Il processo utilizza attrezzature a basso costo, evita reazioni collaterali e può essere applicato a discariche, terreni o fanghi contaminati. Gli impianti mobili potrebbero essere utilizzati in loco in futuro: un passo importante verso la bonifica dei siti contaminati e un'economia circolare sostenibile.
Un tempo erano considerate cure miracolose - insetticidi come il lindano o il DDT, prodotti e utilizzati a milioni nel XX secolo. Ma quello che era stato salutato come un progresso ha portato a un disastro ambientale globale: gli inquinanti organici persistenti (POP) sono così stabili dal punto di vista chimico che rimangono nel suolo, nell'acqua e negli organismi viventi per decenni. Si accumulano nel tessuto adiposo degli animali e quindi entrano nella catena alimentare umana. Molte di queste sostanze sono state vietate da tempo, ma le loro tracce si trovano ancora oggi, persino nel sangue umano.
La bonifica di questi siti contaminati nel suolo, nell'acqua e nelle discariche è una delle principali questioni irrisolte nella protezione dell'ambiente. Come si possono rendere innocue le tossine altamente stabili senza creare nuovi problemi? I ricercatori del Politecnico di Zurigo, guidati da Bill Morandi, professore di chimica organica sintetica, hanno trovato un approccio promettente. Utilizzando un nuovo metodo elettrochimico, sono riusciti non solo ad abbattere gli inquinanti persistenti, ma anche a convertirli in preziose materie prime per l'industria chimica.
Gli inquinanti diventano materie prime
Una differenza significativa rispetto al lavoro precedente è che la struttura di carbonio degli inquinanti viene riciclata e resa riutilizzabile. I componenti alogenati sono legati come sale inorganico innocuo. "I metodi precedenti erano inefficienti anche dal punto di vista energetico", afferma Patrick Domke, dottorando del gruppo di Morandi, e spiega: "I processi erano costosi e portavano comunque a risultati dannosi per l'ambiente".
Insieme allo specialista di elettrochimica Alberto Garrido-Castro, ex postdoc di questo gruppo, Domke ha sviluppato un processo che rende completamente innocui gli inquinanti in questione. I due ricercatori hanno potuto avvalersi della pluriennale esperienza del professor Morandi dell'ETH, che da anni lavora alla conversione di tali composti. "La svolta decisiva è arrivata con l'uso della corrente alternata nell'elettrolisi. Questa scinde gli atomi di alogeni in sali innocui come il NaCl (sale comune) e produce allo stesso tempo idrocarburi preziosi", spiega Morandi.
Decomporre le tossine con l'elettricità
L'elettrolisi consente la dealogenazione quasi completa degli inquinanti in condizioni miti, ecologiche ed economiche. Scinde i legami stabili carbonio-alogeno. Rimangono solo sali innocui come il sale comune e idrocarburi utili come il benzene, il difeniletano o il ciclododecatriene. Questi sono a loro volta prodotti intermedi ricercati nell'industria chimica, ad esempio per le materie plastiche, le vernici, i rivestimenti o le applicazioni farmaceutiche. La tecnologia, quindi, non solo contribuisce alla bonifica dei siti contaminati, ma anche a un'economia circolare sostenibile. "Ciò che rende il nostro processo così speciale dal punto di vista tecnico è che siamo riusciti a utilizzare la corrente alternata, cioè la normale elettricità domestica. In realtà non esiste una risorsa più economica nell'industria chimica", spiega Garrido-Castro. "Inoltre, la corrente alternata protegge gli elettrodi dall'usura, per cui possiamo riutilizzarli per molti cicli di elettrolisi successivi. La corrente alternata sopprime anche le reazioni collaterali indesiderate o la formazione di cloro gassoso tossico, in modo che gli inquinanti possano essere completamente convertiti in sali inorganici". Il reattore utilizzato dai ricercatori consiste in una cella di elettrolisi non suddivisa, che utilizza come solvente il dimetilsolfossido (DMSO), a sua volta un sottoprodotto del processo di macero nella produzione della carta.
L'economia circolare pensata fino in fondo
Il processo può essere applicato non solo a sostanze pure, ma anche a miscele di terreni contaminati. Il suolo o i fanghi possono quindi essere trattati senza processi di pre-pulizia o di ulteriore separazione. Un prototipo del reattore è già stato testato con successo su tossine ambientali classiche come il lindano e il DDT. "Il nostro sistema è mobile e può essere assemblato in loco. Questo elimina la necessità di trasportare le sostanze pericolose", spiega Domke.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Tedesco può essere trovato qui.
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