Las corrientes de desechos de la industria y la agricultura podrían usarse para la producción de carbón que puede servir como un adsorbente barato para la purificación del agua. En su tesis en la Escuela de Doctorado Industrial, Mirva Niinipuu demuestra que la capacidad de los materiales de carbono para separar la contaminación orgánica del agua era generalmente baja, pero que tienen potencial de mejora. Defendió su tesis en la Universidad de Umeå el viernes, Mayo 24.

Para conservar nuestros recursos hídricos y prevenir la propagación de la contaminación ambiental, debemos tener acceso a una depuración eficiente del agua. La adsorción con carbón activado es una técnica común de purificación de agua, pero el alto costo del carbón activo convencional limita el uso de esta tecnología.

Al mismo tiempo, se genera una gran cantidad de corrientes de desechos, por ejemplo, por la industria alimentaria, agricultura, y procesos industriales, que actualmente no se utilizan de manera óptima. Además de generar adsorbentes para la depuración de agua, la producción de carbón a partir de estos residuos también ayudaría a reducir el costo de manipulación y eliminación de desechos. Esto sería ventajoso tanto económica como medioambientalmente.

El propósito de la tesis doctoral de Mirva Niinipuu, que se llevó a cabo en la Escuela de Doctorado Industrial de la Universidad de Umeå, fue investigar la capacidad de los residuos carbonizados para separar los contaminantes orgánicos e inorgánicos peligrosos para el medio ambiente del agua industrial.

Los materiales que estudió fueron carbón de tomate y residuos de prensa de aceitunas, cáscaras de arroz, estiércol de caballo, lodos de aguas residuales municipales, y lodos biológicos y lodos de fibras de la industria de la pulpa y el papel. Evaluó los efectos de la temperatura de carbonización y el tipo de material de partida sobre las propiedades superficiales de los carbones generados y su capacidad para separar los contaminantes del agua. aclarando así qué propiedades superficiales son importantes para la adsorción. Además, investigó varias activaciones químicas de materiales de carbono con el fin de mejorar su función como adsorbentes de purificación de agua.

"Los resultados mostraron que la capacidad de los materiales de carbono para separar los contaminantes orgánicos del agua era generalmente baja, lo que puede deberse a la superficie limitada de estos materiales. Por otra parte, la separación de metales se produjo a un nivel similar al del carbón activo comercial. La activación química del carbono residual mostró una mejora importante en la separación de metales y contaminantes orgánicos, "dice Mirva Niinipuu, estudiante de doctorado en el Departamento de Química y la Escuela de Doctorado Industrial de la Universidad de Umeå.

La temperatura de carbonización afectó la funcionalidad de la superficie de los materiales de carbono de tal manera que la alta temperatura redujo la presencia de grupos funcionales que contienen oxígeno en la superficie. Estos son los grupos químicos que contribuyen a la separación de la mayoría de los contaminantes estudiados.

La activación química mejoró la separación de todos los contaminantes estudiados, y el efecto más pronunciado se observó para los contaminantes orgánicos. Los carbones activados lograron separar completamente el fluconazol y el trimetoprima del lixiviado del vertedero, y el nivel de separación también fue alto (50-96 por ciento) para el cobre y el zinc.

Los resultados también mostraron que diferentes contaminantes pueden interactuar de diferentes maneras con las superficies adsorbentes, y que esto está controlado por propiedades como la porosidad, funcionalidades que contienen oxígeno, hidrofobicidad y minerales. También se evaluó el papel de la matriz hídrica, y los resultados mostraron inesperadamente una separación más eficiente de una matriz de agua compleja.

"Los estudios adicionales deberían centrarse en una amplia gama de contaminantes con relevancia ambiental en los sistemas de adsorción en los que se tienen en cuenta una serie de componentes y que incluyen matrices de agua complejas".