Problemas atuais de limpeza e a solução nanopartículas
Os projetos de limpeza ambiental são de interesse global e local, envolvendo a limpeza de aterros, campos de petróleo e locais industriais que podem conter e vazar pesticidas, óleos, metais pesados e outros produtos químicos perigosos. Os recursos afetados, como aqüíferos e águas subterrâneas, correm o risco de prejudicar as populações circundantes.
As técnicas de limpeza de corrente incluem tratamento térmico, oxidação química e lavagem de cosolventes na superfície. Esses métodos são caros, demorados e apenas parcialmente eficazes, o que está levando as indústrias a recorrer a nanopartículas, como uma solução mais econômica.
Os métodos de nanotecnologia atualmente usados para combater a limpeza ambiental incluem zeólitos em nanoescala, óxidos metálicos, nanotubos de carbono e nanopartículas bimetálicas. Essas tecnologias podem transformar e desintoxicar poluentes. Atualmente, o ferro nanoparticular com valor zero é a técnica de nanopartículas mais popular usada para limpeza ambiental, em parte devido à alta área da superfície e alta reatividade, o que aumenta a eficiência da limpeza.
Aplicações de nanopartículas à limpeza ambiental
As nanopartículas têm usos importantes na limpeza de águas subterrâneas e solo para o setor ambiental. O ferro zero-valente em nanoescala é particularmente diversificado. Ao injetá-lo na área afetada, ele pode desclorar solventes orgânicos, desintoxicar pesticidas, imobilizar metais e transformar fertilizantes, como nitratos. Outras nanopartículas também podem ser aplicadas a esses problemas, como nanopartículas bimetálicas para descloração de solventes orgânicos e nanotubos de carbono para desintoxicação de pesticidas.
A indústria têxtil está examinando cada vez mais seu papel em danos ambientais. Os corantes, que podem ser cancerígenos e mutagênicos, podem vazar para o meio ambiente pelas fábricas têxteis. Nanopartículas podem desintoxicar corantes e evitar problemas associados a corantes, vida útil longa e efeitos ambientais deletérios. Da mesma forma, nanopartículas foram aplicadas com sucesso na remoção de metais tóxicos. Nanopartículas magnéticas com suas altas propriedades magnéticas e grande área de superfície funcionaram bem para remoção de metais e podem fazê-lo com alta eficiência e alta taxa de remoção.
Até o momento, nanopartículas foram aplicadas para a limpeza de águas subterrâneas, água, águas residuais, derramamentos de petróleo bruto e solos. Além de remediar a poluição, as nanopartículas foram usadas com sucesso na detecção e monitoramento. Nanopartículas magnéticas, que são nanopartículas que não possuem memória magnética ( incluindo nanopartículas de ferro nanoescala com zero valente ), foram usadas para analisar compostos orgânicos e pesticidas presentes na água, metanol, e produtos frescos. Isso é feito combinando nanotecnologia com métodos de espectrometria de massa e / ou técnicas de cromatografia, como cromatografia gasosa ou cromatografia líquida de alta eficiência.
Riscos de nanopartículas
Juntamente com os benefícios dessa tecnologia crescente, existem riscos associados às nanopartículas que muitas vezes não foram totalmente exploradas. No geral, existem cinco questões principais com a aplicação de nanopartículas: agregação de nanopartículas quando presentes em altas concentrações em aglomerados maiores ou bioacumulação, mobilidade não caracterizada e capacidade de dispersão, perigos desconhecidos em potencial para a saúde humana ou ecológica, longevidade em ambientes naturais e se é possível remover ou não nanopartículas do ambiente após a introdução.
Estudos que analisam os efeitos ambientais das nanopartículas no meio ambiente e na saúde humana cobriram vários organismos. Nas bactérias, demonstrou-se que as nanopartículas causam espécies reativas de oxigênio nas células vivas, danificando a sobrevivência do DNA e das células. Nas plantas, as nanopartículas causaram toxicidade quando presentes em concentrações superiores a 200 mg / L. Nos microrganismos do solo, as nanopartículas eram tóxicas quando em solo seco.
Os efeitos das nanopartículas em humanos, ingeridos por água ou alimentos, inalação ou exposição através do ar contaminado, são numerosos. Para citar alguns, nanopartículas foram associadas ao estresse oxidativo, mutações no DNA, doenças pulmonares e inflamação. Os efeitos adversos demonstrados na saúde ambiental e humana provavelmente significam que seu amplo uso na limpeza ambiental será limitado, a menos que as preocupações de segurança possam ser superadas e a menos que o contaminante seja significativamente maior prejudicial. Mais do que outras nanotecnologias, as nanopartículas podem ser de grande benefício se in situ as aplicações podem ser realizadas com segurança.
