L’acido perfluoroottanoico (PFOA) è un prodotto industriale utilizzato principalmente come intermedio, inoltre si può formare come sottoprodotto indesiderato di reazione in fase di produzione o di degradazione di sostanze perfluorurate. Il PFOA è una sostanza molto stabile chimicamente e può permanere inalterata se rilasciata nell’ambiente. La sua stabilità e la bassa tensione di vapore sono le proprietà chimico fisiche principali che la rendono classificabile come contaminante organico persistente. Questa tipologia di inquinante è inoltre caratterizzata da un’alta mobilità ambientale, infatti la particolare struttura molecolare con un gruppo idrofilo e uno lipofilo e la presenza del gruppo carbossilico rendono il destino ambientale del PFOA differente da quello dei composti organici persistenti. Gli studi sulla tossicità del PFOA su animali da laboratorio ne hanno evidenziato tossicità e effetti negativi sullo sviluppo (1). Il PFOA nell’ambiente si distribuisce preferenzialmente nel comparto acquatico, e date le sue caratteristiche di peristenza e tossicità costituisce un rischio per l’ecosistema e per la salute. Pertanto si sono studiate diverse metodologie per la sua rimozione dalle acque naturali, tra cui l’adsorbimento, che ha il vantaggio rispetto a processi ossidativi, di non formare sottoprodotti di degradazione. In questo lavoro, si sono studiate le proprietà adsorbenti di silici mesoporose ed in particolare di MCM-41 ed HMS nei confronti di PFOA in soluzioni acquose diluite. I risultati ottenuti hanno mostrato come questi materiali possono essere usati per rimuovere efficacemente il PFOA dalle acque. In particolare, l’applicazione di HMS sembra molto promettente. Questo materiale è caratterizzato dalla presenza di canali cilindrici interconnessi che gli conferiscono particolari proprietà desiderabili per l’adsorbimento in flusso quali una elevata capacità di adsorbimento e un buon trasferimento di massa. Inoltre la sintesi di HMS ha basso impatto ambientale in quanto avviene in fase idroalcolica a temperatura ambiente e al contrario della MCM-41 non richiede condizioni di elevata temperatura e pressione e neppure l’impiego di soluzioni alcaline corrosive. Infine, la rimozione del templante dall’HMS può essere condotta a basse temperatura impiegando alcoli o soluzioni acquose anzichè ricorrere a processi di calcinazione ad alte temperature. Le caratteristiche sopra descritte rendono quindi questo materiale, ‘green’ e compatibile con l’ambiente, particolarmente adatto a metodologie di bonifica ambientale.

Adsorbimento di acido perfluoroottanoico su materiali mesoporosi

PASTI, Luisa;SARTI, Elena;NASSI, Marianna;BOSI, Valentina;MARTUCCI, Annalisa
2013

Abstract

L’acido perfluoroottanoico (PFOA) è un prodotto industriale utilizzato principalmente come intermedio, inoltre si può formare come sottoprodotto indesiderato di reazione in fase di produzione o di degradazione di sostanze perfluorurate. Il PFOA è una sostanza molto stabile chimicamente e può permanere inalterata se rilasciata nell’ambiente. La sua stabilità e la bassa tensione di vapore sono le proprietà chimico fisiche principali che la rendono classificabile come contaminante organico persistente. Questa tipologia di inquinante è inoltre caratterizzata da un’alta mobilità ambientale, infatti la particolare struttura molecolare con un gruppo idrofilo e uno lipofilo e la presenza del gruppo carbossilico rendono il destino ambientale del PFOA differente da quello dei composti organici persistenti. Gli studi sulla tossicità del PFOA su animali da laboratorio ne hanno evidenziato tossicità e effetti negativi sullo sviluppo (1). Il PFOA nell’ambiente si distribuisce preferenzialmente nel comparto acquatico, e date le sue caratteristiche di peristenza e tossicità costituisce un rischio per l’ecosistema e per la salute. Pertanto si sono studiate diverse metodologie per la sua rimozione dalle acque naturali, tra cui l’adsorbimento, che ha il vantaggio rispetto a processi ossidativi, di non formare sottoprodotti di degradazione. In questo lavoro, si sono studiate le proprietà adsorbenti di silici mesoporose ed in particolare di MCM-41 ed HMS nei confronti di PFOA in soluzioni acquose diluite. I risultati ottenuti hanno mostrato come questi materiali possono essere usati per rimuovere efficacemente il PFOA dalle acque. In particolare, l’applicazione di HMS sembra molto promettente. Questo materiale è caratterizzato dalla presenza di canali cilindrici interconnessi che gli conferiscono particolari proprietà desiderabili per l’adsorbimento in flusso quali una elevata capacità di adsorbimento e un buon trasferimento di massa. Inoltre la sintesi di HMS ha basso impatto ambientale in quanto avviene in fase idroalcolica a temperatura ambiente e al contrario della MCM-41 non richiede condizioni di elevata temperatura e pressione e neppure l’impiego di soluzioni alcaline corrosive. Infine, la rimozione del templante dall’HMS può essere condotta a basse temperatura impiegando alcoli o soluzioni acquose anzichè ricorrere a processi di calcinazione ad alte temperature. Le caratteristiche sopra descritte rendono quindi questo materiale, ‘green’ e compatibile con l’ambiente, particolarmente adatto a metodologie di bonifica ambientale.
Mesoporous silica; perfluorinated; adsorption
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