14.02.2020 - Rijksuniversiteit Groningen

La arcilla modificada puede eliminar el herbicida del agua

Al crear hendiduras bien espaciadas en un mineral de arcilla, la profesora de Física Experimental del Estado Sólido de la Universidad de Groningen, Petra Rudolf, pudo filtrar el agua para eliminar un herbicida tóxico. Después de eliminar el contaminante calentando el material, la arcilla puede ser reutilizada. Junto con sus colegas de Grecia, Rudolf presenta esta prueba de estudio principal en la revista Environmental Science Nano.

En los Países Bajos, se cultiva mucha remolacha azucarera. En estos campos, el herbicida cloridazón es ampliamente utilizado. Este compuesto es tóxico para los seres humanos, no se descompone en la naturaleza y eventualmente se filtrará en el agua subterránea. Las concentraciones de cloridazón en las aguas subterráneas están actualmente por debajo del umbral de seguridad, pero como es persistente en el medio ambiente, se espera que aumenten. Las plantas de purificación de agua pueden descomponer el cloridazón usando luz UV, pero los productos de descomposición del cloridazón también son tóxicos", explica Rudolf.

Rudolf ha adquirido una técnica para hacer nanocavidades bien definidas en la arcilla, que adaptó para atrapar el herbicida. La arcilla es un mineral en capas,' explica Rudolf. Las capas tienen una carga negativa y están separadas por iones positivos. Podemos reemplazarlos con pilares moleculares de nuestro propio diseño. Las arcillas naturales se lavan primero y luego se tratan con sales de sodio. El sodio reemplaza los iones positivos naturales entre las capas. Estos iones de sodio están rodeados por un manto de agua, que empuja las capas ligeramente más separadas. Simplemente añadiendo las moléculas del pilar al agua, reemplazarán al sodio.

Estos pilares suelen estar hechos de óxido de silicio, con un grupo químico añadido que define la afinidad de las cavidades. Rudolf: "En este caso, añadimos iones de cobre para atraer el cloridazón y sus productos de descomposición. La arcilla funcionalizada absorbió el herbicida en cantidades significativas: casi 900 miligramos por kilogramo de arcilla. "Este es un buen resultado y vemos posibilidades de aumentar aún más la absorción. Además, Rudolf y sus colegas han demostrado que el herbicida se elimina calentando la arcilla, que puede ser utilizada de nuevo.

Los primeros resultados se obtuvieron utilizando una concentración 10 veces mayor de cloridazón medida en el medio ambiente. Además, los experimentos se realizaron en agua limpia. Así que necesitamos repetir esto en el agua subterránea real, para ver si otros compuestos afectan a la absorción. Si todas estas pruebas dan resultados positivos, la siguiente pregunta es cómo convertir esta arcilla en un producto que pueda ser utilizado en el tratamiento de aguas. "Las opciones son añadir la arcilla al agua y luego recuperarla por filtración, o construir la arcilla en una membrana", explica Rudolf.

Alterando el ancho de las rendijas y cambiando la afinidad de los pilares, diferentes compuestos químicos podrían ser captados por la arcilla funcionalizada. "Estamos probando sistemas para eliminar otros dos compuestos del agua", dice Rudolf. "Además, un sistema similar podría crearse usando otros materiales de capas, como el óxido de grafeno.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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