Rimozione di cromo da acque di scarico con l'utilizzo di adsorbenti

Il cromo è un metallo pesante che trova applicazione in molti processi produttivi. A causa della sua nota tossicità, la rimozione di questa specie dalle acque di scarico industriali è indispensabile per garantire la salvaguardia delle risorse idriche. In questa tesi sarà fornita una panoramica sui metodi di rimozione del cromo dalle acque industriali, analizzando per ciascuno le varie criticità rispetto a una possibile applicazione su larga scala in un contesto di sostenibilità economica ed ambientale. Fra tutti, l’adsorbimento risulta essere la tecnica più utilizzata, poiché semplice, efficace, ecocompatibile ed economica. Al tempo stesso, ci sono molti altri metodi che dimostrano grandi potenzialità, ma il loro sviluppo rimane tuttora piuttosto limitato. Sarà approfondito il processo di adsorbimento del cromo, condotto a pH acido e che prevede diversi tipi di interazioni. I due meccanismi principali consistono nell’adesione delle specie anioniche di Cr(VI) attraverso forze elettrostatiche con la superficie protonata del substrato e nella riduzione di Cr(VI) a Cr(III), eventualmente seguita dalla complessazione di Cr^(3+). Oltre al pH, diversi fattori influiscono sull’efficacia del processo di adsorbimento, come le quantità relative di cromo e siti adsorbenti, il tempo di contatto, la temperatura, e la presenza di specie interferenti. Infine, saranno esaminate le caratteristiche principali degli adsorbenti più utilizzati per la rimozione del cromo, come materiali inorganici (naturali e sintetici), biomasse, biopolimeri, carbone attivo, nanotubi di carbonio e derivati del grafene. La ricerca di un adsorbente con un’elevata capacità di adsorbimento, economico, selettivo e facilmente rigenerabile è oggi una priorità, a cui si sta cercando di arrivare attraverso due strade principali: l’utilizzo di materie prime di scarto come le biomasse, economiche ma con prestazioni limitate, e la sintesi di materiali altamente ingegnerizzati, più performanti ma costosi e difficili da applicare su larga scala.