Syntetisk nano-affald forsvinder ikke

(Phys.org) - Små ceriumoxidpartikler brænder eller ændrer sig ikke i varmen fra et affaldsforbrændingsanlæg. De forbliver intakte på forbrændingsrester eller i forbrændingssystemet, som en ny undersøgelse af schweiziske forskere fra ETH Zürich afslører.

Over 100 millioner tons affald forbrændes hvert år på verdensplan. På grund af den stigende brug af nanopartikler i byggematerialer, maling, tekstiler og kosmetik, for eksempel, nanopartikler finder også vej til forbrændingsanlæg. Hvad sker der med dem der, imidlertid, ikke var blevet undersøgt før nu. Tre ETH-Zürich-teams fra områder inden for kemi og miljøteknik gik således i gang med at finde ud af, hvad der sker med syntetisk nano-ceriumoxid under forbrænding af affald i et affaldsforbrændingsanlæg. Ceriumoxid i sig selv er et giftfrit keramisk materiale, ikke biologisk nedbrydeligt og en fælles grundkomponent i bilkatalysatorer og dieselsodfiltre.

Ukendt fare?

Eksperter frygter, at ikke-nedbrydelige nanomaterialer kan være lige så skadelige for mennesker og miljø som asbest. Endnu, imidlertid, man ved ikke nok om egenskaberne af nanomaterialer. En ting er sikkert:de adskiller sig meget fra større partikler af det samme materiale. Nanopartikler er mere mobile og har en anden overfladestruktur. Kendskab til disse egenskaber er vigtig med den stigende brug af nanomaterialer som, når de overføres gennem forbrændingsanlæg eller spildevand, og da de absorberes af mennesker i mad og måske endda gennem hud og åndedræt, og kan dermed komme ind i kroppen.

Følgelig, forskerne sprøjtede ti kilo ceriumoxidpartikler på 80 nanometer i diameter på affald til forbrænding i et affaldsforbrændingsanlæg i Solothurn, dermed modellering af affald, der er rig på nanopartikler. Op til otte tons affald forbrændes på anlægget i Solothurn i timen. Det har moderne filtre og flyveaske-separationssystemer baseret på elektrostatiske filtre og en vådskrubber.

I et andet forsøg, partiklerne blev sprøjtet direkte ind i forbrændingskammeret, derved simulere et fremtidigt “worst case -scenario” med massiv frigivelse af nanopartikler under forbrænding. Undersøgelsen blev bakket op og godkendt af SUVA, forbundskontorer for folkesundhed og miljø, og statssekretariatet for økonomiske anliggender.

Nanopartikler klæber til overflader

Forskernes test viste, at ceriumoxid ikke ændrer sig væsentligt under forbrænding. Flyveaskeudskillelsesanordningerne viste sig at være yderst effektive:forskerne fandt ikke nogen lækkede ceriumoxid-nanopartikler i affaldsforbrændingsanlæggets rene gas. Det sagt, nanopartiklerne forblev løst bundet til forbrændingsresterne i anlægget og delvist i forbrændingssystemet, også. Flyveasken adskilt fra røggassen indeholdt også ceriumoxid -nanopartikler.

I dag, forbrændingsrester - og dermed de nanopartikler, der er bundet til dem - ender på lossepladser eller genbehandles for at udtrække kobber eller aluminium, for eksempel. Forskerne ser et behov for handling her. "Vi skal sørge for, at nye nanopartikler ikke kommer i vand- og fødevarecyklussen via lossepladser eller frigives til atmosfæren gennem yderligere forarbejdningsforanstaltninger, ”Siger Wendelin Stark, studieleder og professor i kemiteknik ved ETH Zürich. I øvrigt, det faktum, at nanopartikler, der kan inhaleres, hvis der bæres utilstrækkelig beskyttelse, kan være til stede i forbrændingssystemet, skal tages i betragtning under vedligeholdelsesarbejde.

Nedbrydelige nanoprodukter producerer målet

Men hvordan kan sådanne problemer undgås i det lange løb? "Til sidst, alle nanoprodukter skal være nedbrydelige, ellers vil problemet med spredning blive ved med at dukke op, ”Siger Stark. ”Vedholdenhed er det grundlæggende problem med asbest, pesticider i vores fødekæde og miljø, de ozonnedbrydende midler i tidlige aerosoldåser og ophobning af plast i havet eller miljøet. ”For at undgå dette problem i nanopartikler, forskerne ser udviklingen af ​​nedbrydelige nanoprodukter som den eneste måde, der giver mening i det lange løb. Dette er ikke altid let fra et teknisk synspunkt, og universitetet og laboratorierne for industriel udvikling står stadig over for nogle store udfordringer.