Novo processo eletroquímico remove mercúrio tóxico de água contaminada

 

Água contaminada por mercúrio e outros metais pesados tóxicos é uma grande causa de danos ambientais e de problemas de saúde em todo o mundo.

 

Agora, pesquisadores da Universidade Técnica Chalmers, na Suécia, apresentam uma maneira totalmente nova de limpar água contaminada, através de um processo eletroquímico. Os resultados estão publicados na revista científica Nature Communications.

Por Mia Halleröd Palmgren e Joshua Worth*, Universidade Técnica Chalmers

Os resultados excederam as expectativas que tínhamos ao criar esta técnica,” diz o líder da pesquisa Björn Wickman, do Departamento de Física da Chalmers. “Nosso novo método torna possível reduzir em mais de 99% o conteúdo de mercúrio em um líquido. Isto pode tornar a água segura para o consumo humano.” 

De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), o mercúrio é uma das substâncias mais prejudiciais à saúde humana. Ele pode influenciar o sistema nervoso, o desenvolvimento do cérebro, e mais. É particularmente prejudicial para as crianças e também pode ser transmitido da mãe para o bebê durante a gravidez. Além disso, o mercúrio se espalha na natureza com grande facilidade e pode entrar na cadeia alimentar. Peixes de água doce, por exemplo, muitas vezes contém altos níveis de mercúrio. 

Nos últimos dois anos, Björn Wickman e Cristian Tunsu, pesquisador no Departamento de Química e Engenharia Química na Chalmers, estudaram um processo eletroquímico para remover o mercúrio da água. O método deles consiste em extrair os íons de metal pesado da água por estimulá-los a formar uma liga com outro metal. 

Hoje, remover níveis baixos, porém prejudiciais, de mercúrio de grandes quantidades de água é um grande desafio. As indústrias precisam de melhores métodos para reduzir o risco de o mercúrio ser liberado na natureza,” diz Björn Wickman. 

O novo método deles envolve uma placa de metal – um elétrodo – que atrai para si metais pesados específicos. O elétrodo é feito do metal nobre platina, e através de um processo eletroquímico ele extrai o mercúrio tóxico da água para formar com ele uma liga. Desta forma, a água é purificada da contaminação por mercúrio. A liga formada pelos dois metais é muito estável, então não há riscos de o mercúrio retornar à água. 

Uma liga desse tipo já foi feita antes, mas com um propósito totalmente diferente em mente. Esta é a primeira vez em que a técnica de fazer ligas eletroquímicas foi usada para propósitos de descontaminação,” disse Cristian Tunsu.

Um ponto forte da nova técnica de limpeza é que o elétrodo tem uma potência muito alta. Cada átomo de platina consegue se ligar a quatro átomos de mercúrio. Além disso, os átomos de mercúrio não somente se ligam na superfície, mas também penetram mais profundamente no material, criando densas camadas. Isto significa que o elétrodo pode ser usado por um longo período. Após usado, ele pode ser esvaziado de forma controlada. Deste modo, o elétrodo pode ser reciclado, e o mercúrio eliminado de forma segura. Um ponto positivo adicional deste processo é sua eficiência energética.

Outra coisa ótima em nossa técnica é que ela é muito seletiva. Embora possa haver muitos tipos diferentes de substâncias na água, ela remove apenas o mercúrio. Portanto, o elétrodo não desperdiça potência por desnecessariamente retirar substâncias inofensivas da água,” diz Björn Wickman. 

Está sendo solicitada a patente para o novo método, e a empresa Atium foi formada a fim de comercializar a descoberta. A inovação já recebeu diversos prêmios, tanto na Suécia como internacionalmente. A pesquisa e os colegas na empresa também receberam uma forte reação da indústria. ​ 

Já tivemos interações positivas com muitas partes interessadas, que estão desejosas de testar o método. No momento, estamos trabalhando em um protótipo que possa ser testado fora do laboratório, sob condições reais.”

Leia o artigo Remoção efetiva de mercúrio de fluídos aquosos através da formação de liga eletroquímica na platina”​ na revista Nature Communications.

Potenciais utilizações do novo método

  • A técnica pode ser usada para reduzir a quantidade de resíduos e para aumentar a pureza de tais, para processar água nas indústrias química e mineradora, e na produção de metal. 

  • Ela pode contribuir para uma melhor limpeza ambiental de lugares onde há terras e fontes de água contaminadas.

  • Pode até mesmo ser usada para purificar água potável em ambientes severamente afetados porque, graças ao baixo consumo energético, pode ser totalmente alimentada por células solares. Então, ela pode ser desenvolvida em tecnologia portátil e de purificação de água reutilizável. 

Mais sobre metais pesados em nosso meio-ambiente

Os metais pesados em fontes de água criam grandes problemas ambientais e influenciam a saúde de milhões de pessoas ao redor do mundo. Os metais pesados são tóxicos para todos os organismos vivos na cadeia alimentar. De acordo com a OMS, o mercúrio é uma das substâncias mais perigosas para a saúde humana, influenciando nosso sistema nervoso, desenvolvimento cerebral e mais. A substância é especialmente perigosa para as crianças e fetos. 

Atualmente, existem normas rígidas quanto ao manejo de metais pesados tóxicos para impedir sua propagação na natureza. Mas há muitos lugares no mundo que já estão contaminados, e os metais podem ser transportados pela chuva ou pelo ar. Isto resulta em certos ambientes onde os metais pesados se tornam abundantes, como no caso dos peixes em fontes de água doce. Nas indústrias que utilizam metais pesados, existe a necessidade de melhores métodos para reciclar, purificar e descontaminar a água afetada.  ​

 

Como a água é purificada através de eletroquímica

Como a água é purificada através de eletroquímica: Quando os íons de mercúrio (roxo claro) em um líquido se aproximam de um elétrodo de platina, eles são atraídos à superfície do elétrodo, onde são reduzidos a mercúrio metálico. No elétrodo, os átomos de mercúrio (roxo escuro) e os átomos de platina (cinza) formam uma liga muito forte, e o mercúrio é consequentemente removido da água. Ilustração: Björn Wickman e Adam Arvidsson

 

Referência:

Effective removal of mercury from aqueous streams via electrochemical alloy formation on platinum

Cristian Tunsu & Björn Wickman

Nature Communicationsvolume 9, Article number: 4876 (2018)

DOI https://doi.org/10.1038/s41467-018-07300-z

 

* Tradução de Ivy do Carmo, Magma Translation (magmatranslation.com)

in EcoDebate, ISSN 2446-9394, 30/11/2018

Novo processo eletroquímico remove mercúrio tóxico de água contaminada, in EcoDebate, ISSN 2446-9394, 30/11/2018, https://www.ecodebate.com.br/2018/11/30/novo-processo-eletroquimico-remove-mercurio-toxico-de-agua-contaminada/.

 

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