3-5 Giugno 2010, Venezia

1. 3-5 Giugno 2010, Venezia Applicazione delle nanotecnologie al trattamento delle acqua: il progetto europeo NAMETECH Stefano Zuin, PhD

2. 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

3. 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).

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

5. 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.)

6. 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):

7. 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

8. Le nanotecnologie per l’ambiente: il trattamento delle acque • nanomateriali usati come potenti adsorbenti / separazione • membrane nanofiltrazione

9. 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.

10. 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

11. 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

12. Il progetto NAMETECH

13. 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

14. 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.

15. Il progetto NAMETECH • Il progetto è strutturato in 8 worckpackages

16. 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.

17. Il progetto NAMETECH WP2/3 Deposizone delle nanoparticelle sulla membrana Membrane casting solution Stabilità del sistema Compatibilità

18. Il progetto NAMETECH WP4/5 Applicazione della membrana nanoattiviata Casi di studio a scala lab e pilota Valutazioni delle performance

19. 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

20. 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 ?

21. 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 ?

22. 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

23. 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.

24. Contatti Grazie per l’attenzione! Stefano Zuin, PhD CONSORZIO VENEZIA RICERCHE Via della Libertà, 12 c/o PST VEGA 30175 Venezia Marghera www.veneziaricerche.it cvr@vegapark.ve.it

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