Consorzio Venezia Ricerche c/o PST VEGA di Venezia, Via della Libertà 12 30175 Venezia Marghera (VE) - Italy - 3-5 Giugno 2010,

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3-5 Giugno 2010, Venezia

Applicazione delle nanotecnologie al Applicazione delle nanotecnologie al trattamento delle acqua: il progetto trattamento delle acqua: il progetto

europeo NAMETECHeuropeo NAMETECH

Stefano Zuin, PhD


Consorzio Venezia RicercheRicerca applicata e trasferimento tecnologico

Contenuti

• Le nanotecnologie per l’ambiente: il trattamento delle acque

• Il cluster nano4water

• Il progetto NAMETECH

• La valutazione degli impatti e della tecnologia

• Considerazioni finali



Le nanotecnologie per l’ambiente: il trattamento delle acque

• Problemi mondiali associati all’assenza di acqua potabile sono noti: si stima che oltre 1 miliardo di persone non hanno accesso ad acqua potabile, e che oltre 2,5 miliardi non hanno accesso ad adeguati servizi igienici (Montgomery and Elimelech, 2007).

• Ogni anno, il mancato accesso all'acqua potabile provoca 4 miliardi di casi di diarrea e 1,7 milioni di decessi (Shannon et al., 2008).




Popolazione senza accesso adaffidabili sorgenti d’acqua (dati del 2000, stima al 2015;fonte; World Bank, 2003)

Popolazione con adeguati servizi igienici(dati del 2002; fonte: World Bank, 2005)

Il trattamento delle acque (potabilizzazione, desalinizzazione, ecc.) è, senza ombra di dubbio, uno dei più importanti

topic per le tecnologie applicate all’ambiente




• I metodi tradizionali possono risolvere molti di questi problemi.

• Tuttavia, tali metodi sono: spesso energivori, consumano sostanze chimiche, e molto intensivi (Montgomery and Elimelech, 2007).

• Inoltre, i sottoprodotti e/o rifiuti generati durante il trattamento delle acque possono aggiungere altri problemi (per es. fanghi contenenti sostanze pericolose, smaltimento rifiuti, ecc.)




• In questo conteso, le nanotecnologie possono offrire interessanti opportunità per il trattamento delle acque.

• Le nanoscienze (studio della materia a scala nanodimensionale) hanno stimolato nuovi approcci e proposto nuove ed efficienti tecnologie per il trattamento delle acque (US EPA, 2007; Nowak, 2008):




– nanoparticelle di sintesi usate come efficienti catalizzatori per la degradazione chimica o fotochimica degli organici

– nanoparticelle di Fe (0) per il trattamento degli acquiferi inquinati




– nanomateriali usati come potenti adsorbenti / separazione

– membrane nanofiltrazione



Il cluster nano4water

• A livello europeo, diversi progetti di ricerca sono stati finanziati dalla CE nell’ambito del 7°PQ riguardanti l’applicazione delle nanotecnologie al trattamento delle acque.

In particolare,

comprende 5 progetti di ricerca mirati al trattamento delle acque attraverso lo sviluppo e l’applicazione di nanomateriali.



Il cluster nano4water

• Due approcci per migliorare l’efficienza del trattamento:

• Sviluppo di NANOMEMBRANE, dove

le nanoparticelle sono inserite nella membrana

• Sviluppo di NANOMATERIALI, per la

catalisi chimica o fotochimica

NAMETECH



Il progetto NAMETECH

• NAMETECH - Development of intensified water treatment concepts by integrating nano- and membrane technologies, è un progetto europeo finanziato nell’ambito del 7° PQ e coordinato dall’istituto belga VITO e che vede coinvolti diversi centri di ricerca e realtà industriali







• L’obiettivo generale del progetto è lo sviluppo e l’applicazione (a scala pilota) di membrane nanoattivate per migliorare le performance di rimozione degli inquinanti.

• Il progetto si focalizza – membrane polimeriche per ultrafiltrazione – nanoparticelle di sintesi: TiO2, Ag, Fe2O3 – nanocatalizzatori di origine naturale



Il progetto NAMETECH• Obiettivi specifici:

– modificare e/o adattare le proprietà delle nanoparticelle per l’interazione con la membrana, ottenendo così delle membrane nanoattivate

– applicare tali membrane in impianti pilota per valutarne le performance• e consentirà di

– comparare diverse tecnologie capaci di incorporare i nanomateriali all’interno della membrana o sulla superficie della stessa;

– migliorare la rimozione di microinquinanti e accelerarne la detossificazione.




• Il progetto è strutturato in 8 worckpackages




WP1Identificare le nanoparticellepiù adatte sulla base di alcunicriteri, tra i quali:proprietà chi-fis,disponibilità / mercato,interazione conmembrana,tossicità, ecc.




WP2/3Deposizone dellenanoparticelle sullamembranaMembrane casting solutionStabilità del sistemaCompatibilità




WP4/5Applicazione della membranananoattiviataCasi di studio a scala lab epilotaValutazioni delle performance



Valutazione degli impatti e delle tecnologia

WP6Identificare le nanoparticelleche possano essereapplicate con sicurezzaValutazioni degli impattimediante l’applicazione dellametodologia LCAStima dei rilasci dellenanoparticelle



Valutazione degli impatti e delle tecnologia Identificare le nanoparticelle

che possano essere applicate con sicurezza

Tossicità ?Effetti sull’uomo / ambiente ?Proprietà che governano la tossicità ?



Valutazione degli impatti e delle tecnologia Applicazione della

metodologia LCA e approccio LCT

Analisi del Cicli di Vita del processo di deposizione e immobilizzazione delle nanoparticelleApplicazione dell’approccioLife Cycle Thinking: come gestire il fine vita delle membrane nanoattivate ?



Valutazione degli impatti e delle tecnologia Stimare i rilasci delle

nanoparticelle dalle membrane

Quantificare il possibile rilascio attraverso casi di studio imp. pilotaDefinire possibili scenari di esposizione



Considerazioni finali

• Applicazioni delle nanotecnologie al trattamento delle acque: es. Membrane nanoattivate

• Rafforzare il mercato dei produttori di membrane: coinvolgimento di leader industriali quali l’AGFA (nanotech) e NORIT (membrane)

• Il progetto è in linea con quanto stabilito dalla CE, “Towards a European Strategy for Nanotechnology” (COM(2004) 338), e “Nanosciences and nanotechnologies: An action plan for Europe 2005-2009" (COM(2005) 243): l’applicazione nanotecnologica prevista viene valutata considerando i possibili benefici e rischi lungo l’intero ciclo di vita.



Contatti

Stefano Zuin, PhD

CONSORZIO VENEZIA RICERCHE

Via della Libertà, 12

c/o PST VEGA

30175 Venezia Marghera

www.veneziaricerche.it

[email protected]

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