Decontaminazione di acque inquinate da simazina per adsorbimento su silici porose ottenute attraverso la tecnica sol-gel

L'impiego sempre più diffuso degli agrofarmaci nelle moderne pratiche agricole ha determinato, attraverso il controllo selettivo di erbe infestanti e microrganismi dannosi alle piú svariate colture, il ripristino di un adeguato apporto di nutrienti alle coltivazioni e un crescente incremento delle rese produttive. Tuttavia il loro utilizzo se da un lato consente un aumento della produttività, dall’altro può dare luogo a fenomeni d’inquinamento a carico dei diversi compartimenti ambientali quali acqua, aria e suolo.
In particolare, l’agrofarmaco simazina è un erbicida sintetico usato per il controllo pre-emergenza di malerbe con foglie ampie ed erbe annuali in campi agricoli e non coltivati. Esso è il secondo pesticida più comunemente rilevato in superficie e nei corpi idrici negli USA, Australia ed Europa, ed è causa di crescente preoccupazione per via del suo potenziale carcinogenico. In aggiunta, tale erbicida mostra anche una forte recalcitranza nei confronti dei processi degradativi sia biologici sia chimici e ció ha determinato il suo accumulo nell’ambiente con forti riflessi negativi. Da ciò nasce la necessità di mettere a punto nuove strategie volte al disinquinamento delle acque al fine di preservare lo stato di salute dei corpi idrici. La strategia adottata in questo lavoro di tesi è stata quella dell’adsorbimento che si è rilevata essere una delle tecniche piú interessanti per la rimozione dei pesticidi dalle acque in virtú dei bassi costi, alta efficienza e semplicità operativa.
Il mio progetto di tesi si è incentrato sulla ricerca e lo sviluppo di nuovi materiali che potessero competere con quelli tradizionali, evidenziando peró migliori proprietà come elevate superfici specifiche, porosità e stabilità chimico-fisica. Tali considerazioni hanno indirizzato l’attivitá di ricerca verso l’impiego della tecnica sol-gel, un’innovativa tecnologia di sintesi, per la preparazione di ossidi di silicio micro/mesoporosi sebbene in letteratura fino ad oggi non vi sono lavori che riportano l’impiego di materiali nanostrutturati, ottenibili attraverso tale tecnica,per la rimozione degli agrofarmaci dalle acque.
La capacitá di rimozione dell’erbicida simazina dalle acque da parte di due campioni silice porosa è stata valutata investigando i principali parametri di processo quali: pH, tempo, concentrazione iniziale di simazina e rapporto solido/liquido. I risultati ottenuti dagli studi di adsorbimento della simazina sugli ossidi di silicio, suggeriscono che quattro importanti obiettivi sono stati raggiunti con enormi vantaggi per applicazioni ambientali:
• l’abbattimento della concentrazione dell'erbicida al di sotto di 0,05 mg/L, ovvero la massima concentrazione di fitofarmaci consentita dalle legge italiane nelle acque superficiali e nelle fogne (DLGS. N. 152/2006);
• la rigenerazione della matrice così da poter essere di nuovo usata in un processo di rimozione ciclica;
• l’incenerimento dell’agrofarmaco mediante combustione;
• l’ottenimento di silici porose che presentano una maggiore affinità per la simazina grazie alla modulazione ad hoc dei parametri del processo di sintesi.
Gli studi di disinquinamento sono stati estesi su altre matrici nanostrutturate, quali sistemi zeolitici e non, al fine di avere un panorama generale sull’uso di diversi materiali adsorbenti che possano essere utilizzati per la purificazione di acque inquinate da erbicidi triazinici, come la simazina.