3-5 Giugno 2010, Venezia
Applicazione delle nanotecnologie al
trattamento delle acqua: il progetto
europeo NAMETECH
Stefano Zuin, PhD
Consorzio Venezia Ricerche c/o PST VEGA di Venezia, Via della Libertà 12
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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
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Ricerca applicata e trasferimento tecnologico
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).
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Le nanotecnologie per l’ambiente: il trattamento
delle acque
Il trattamento delle acque (potabilizzazione, desalinizzazione,
ecc.) è, senza ombra di dubbio, uno dei più importanti
topic per le tecnologie applicate all’ambiente
Popolazione senza accesso ad
affidabili sorgenti d’acqua
(dati del 2000, stima al 2015;
fonte; World Bank, 2003)
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Popolazione con adeguati servizi igienici
(dati del 2002; fonte: World Bank, 2005)
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Le nanotecnologie per l’ambiente: il trattamento
delle acque
• 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.)
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Le nanotecnologie per l’ambiente: il trattamento
delle acque
• 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):
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Le nanotecnologie per l’ambiente: il trattamento
delle acque
– 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
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Le nanotecnologie per l’ambiente: il trattamento
delle acque
– nanomateriali usati come
potenti adsorbenti /
separazione
– membrane nanofiltrazione
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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.
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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
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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
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Il progetto NAMETECH
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Il progetto NAMETECH
• 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
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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.
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Il progetto NAMETECH
• Il progetto è strutturato in 8 worckpackages
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Il progetto NAMETECH
WP1
Identificare le nanoparticelle
più adatte sulla base di alcuni
criteri, tra i quali:
proprietà chi-fis,
disponibilità / mercato,
interazione con
membrana,
tossicità,
ecc.
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Il progetto NAMETECH
WP2/3
Deposizone delle
nanoparticelle sulla
membrana
Membrane casting solution
Stabilità del sistema
Compatibilità
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Il progetto NAMETECH
WP4/5
Applicazione della membrana
nanoattiviata
Casi di studio a scala lab e
pilota
Valutazioni delle performance
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Valutazione degli impatti e delle tecnologia
WP6
Identificare le nanoparticelle
che possano essere
applicate con sicurezza
Valutazioni degli impatti
mediante l’applicazione della
metodologia LCA
Stima dei rilasci delle
nanoparticelle
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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 ?
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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 nanoparticelle
Applicazione dell’approccio
Life Cycle Thinking:
come gestire il fine vita delle
membrane nanoattivate ?
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Valutazione degli impatti e delle tecnologia
 Stimare i rilasci delle
nanoparticelle dalle
membrane
Quantificare il possibile
rilascio attraverso casi di
studio imp. pilota
Definire possibili scenari di
esposizione
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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.
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Contatti
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[email protected]
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l’attenzione!
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