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Title:
L'economia circolare del sale che mantiene puliti i fiumi
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Description:
Durante l'inverno 2018-2019, sono stati sparsi cinque milioni di tonnellate di sale sulle strade ghiacciate nella sola Pennsylvania. Il sale adibito a usi di tipo industriale come questo, spesso finisce nelle acque dolci dei fiumi, rendendole non potabili e contribuendo ad aumentare una situazione di crisi a livello globale. Come possiamo proteggere meglio queste preziose risorse naturali? Tina Arrowood, esperta di chimica organica-fisica, ci parla di un piano in tre fasi per tenere il sale fuori dai fiumi e creare un'economia del sale circolare che trasforma sottoprodotti industriali di scarto in risorse preziose.
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Speaker:
Tina Arrowood
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Crescendo nel nord del Wisconsin,
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ho sviluppato un legame naturale
con il fiume Mississippi.
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Da piccole,
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io e mia sorella facevamo a gara
per vedere chi riusciva a dire
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"M-i-s-s-i-s-s-i-p-p-i" più velocemente.
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Alle elementari,
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mi parlarono dei primi esploratori
e delle loro spedizioni,
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di come Marquette e Joliet si servirono
dei Grandi Laghi e del fiume Mississippi,
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con i suoi affluenti,
per esplorare il Midwest
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e per tracciare una rotta commerciale
fino al Golfo del Messico.
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Durante la specializzazione,
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avevo la fortuna di vedere
il fiume Mississippi
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dalla finestra del mio laboratorio
di ricerca
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all'Università del Minnesota.
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In quei cinque anni imparai
a conoscere il fiume Mississippi,
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la sua natura volubile
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che lo porta ad esondare in un momento,
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per poi mostrare nuovamente,
di lì a poco,
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i suoi argini completamente asciutti.
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Oggi sono un'esperta
di chimica organica fisica
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e mi impegno a usare le mie conoscenze
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per proteggere i fiumi,
come il Mississippi,
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dalle eccessive concentrazioni saline
dovute alle attività umane.
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Perché, sapete,
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il sale può contaminare
le acque dolci dei fiumi.
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Il livello di salinità dei fiumi
è appena lo 0,05%
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e, a questo livello,
la loro acqua è potabile.
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Tuttavia, i principali corpi d'acqua
del nostro pianeta risiedono negli oceani,
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le cui acque presentano un livello
di salinità superiore al 3%.
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E bere la loro acqua ci farebbe
stare male molto velocemente.
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Per rendere la proporzione
tra il volume dell'acqua degli oceani
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e quello dei fiumi
che sono sul nostro pianeta,
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potremmo rappresentare l'acqua oceanica
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come una piscina olimpionica
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e quella dei fiumi
con un contenitore da circa 4 litri.
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Capite quindi che si tratta
di una risorsa preziosa,
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ma la trattiamo come tale?
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Oppure la trattiamo
come quel vecchio zerbino
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che mettiamo sulla soglia di casa
per spazzarci i piedi?
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Trattare i fiumi come zerbini
ha gravi conseguenze.
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Diamo un'occhiata.
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Vediamo cosa può fare
un unico cucchiaino di sale.
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Se aggiungiamo un cucchiaino di sale
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alla piscina olimpionica contenente
acqua oceanica,
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l'acqua oceanica non cambia.
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Se invece lo aggiungiamo
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al contenitore d'acqua dolce
da circa quattro litri,
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l'acqua diventa di colpo troppo salata
per poter essere bevuta.
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Il punto è che, poiché fiumi hanno
un volume notevolmente minore
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rispetto a quello degli oceani,
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i fiumi sono particolarmente esposti
ai rischi dovuti alle attività umane
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e devono dunque essere curati e protetti.
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Così, di recente ho esaminato
la letteratura in proposito
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per avere un quadro dello stato di salute
dei fiumi nel mondo.
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Non mi ha sorpreso trovare
una pessima situazione
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in regioni aride
e fortemente industrializzate,
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come in India e nella Cina del nord.
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Mi ha invece sorpreso un articolo del 2018
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relativo ai dati di 232
siti di campionamento
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su tutto il territorio degli Stati Uniti.
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Di quei siti,
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il 37 per cento presentava
livelli di salinità in aumento.
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La cosa più sorprendente
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è che i fiumi con i maggiori incrementi
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si trovano nella parte est
degli Stati Uniti
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e non nelle zone aride del sud-ovest.
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Secondo gli autori dell'articolo,
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la causa potrebbe essere l'uso del sale
per sghiacciare le strade.
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Un'altra potenziale fonte di sale
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potrebbe essere rappresentata
dalle acque di scarico industriale.
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Come vedete, le attività umane possono
trasformare l'acqua dolce dei fiumi
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in qualcosa più simile a quella
dei nostri oceani.
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Dobbiamo fare qualcosa,
prima che sia troppo tardi.
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Ho una proposta.
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Possiamo creare un meccanismo
di difesa in tre fasi
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che se utilizzato dalle industrie,
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migliorerebbe di molto
la situazione dei nostri fiumi.
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Ecco cosa prevede.
Uno:
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un minor prelievo
di acque fluviali
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grazie a tecniche di riciclo
e riutilizzo dell'acqua.
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Due:
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estrazione del sale dalle acque reflue
usate per l'industria
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per raccoglierlo e riutilizzarlo
in altri impieghi.
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Infine, tre: dobbiamo far sì
che coloro che usano il sale
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proveniente dalle miniere
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inizino a servirsi di sale
proveniente da fonti di riciclo.
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Questo meccanismo di difesa
in tre fasi è già attivo.
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India e Cina del nord
lo stanno utilizzando
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per favorire il risanamento dei fiumi.
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Tuttavia, io propongo
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di usare questo meccanismo di difesa
per proteggere i nostri fiumi,
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per evitare di doverli risanare.
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La buona notizia è che la tecnologia
per poterlo fare già esiste.
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Prevede l'uso di membrane.
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Membrane in grado
di separare il sale dall'acqua.
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Le membrane ci sono da diversi anni.
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Sono fatte di materiali polimerici
che separano in base a dimensione
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o carica elettrica.
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Le membrane utilizzate
per separare il sale dall'acqua
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in genere agiscono in base alla carica.
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Queste membrane hanno carica negativa
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e dunque respingono gli ioni di cloruro,
anch'essi a carica negativa,
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presenti in quel sale sciolto.
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Come ho detto, queste membrane
ci sono da diversi anni
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e attualmente purificano quasi
100 milioni di litri d'acqua al minuto,
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se non addirittura di più.
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Si può andare anche oltre.
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Queste membrane funzionano
sul principio dell'osmosi inversa.
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L'osmosi è un processo naturale
che avviene nei nostri corpi
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a livello di funzione cellulare.
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Nell'osmosi ci sono due camere
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con due diversi livelli
di concentrazione salina:
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una a bassa concentrazione
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e l'altra ad alta concentrazione.
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Le due camere sono separate
da una membrana semimpermeabile.
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Per il processo osmotico naturale,
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l'acqua attraversa la membrana,
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passando dall'area a bassa concentrazione
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a quella ad alta concentrazione,
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fino al raggiungimento dell'equilibrio.
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Nell'osmosi inversa, invece,
questo processo naturale viene invertito.
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Per farlo,
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si esercita pressione sulla parte
ad alta concentrazione
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per spingere l'acqua
nella direzione opposta.
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La parte ad alta concentrazione
diviene così più salata,
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più concentrata
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e la parte a bassa concentrazione
diventa acqua purificata.
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Grazie all'osmosi inversa,
possiamo completamente
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depurare fino al 95 per cento
delle acque di scarico industriali,
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mentre il restante 5 per cento diventa
una sostanza concentrata e salina.
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Questo 5 per cento di miscuglio
salino e concentrato
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non è uno scarto.
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Gli scienziati hanno realizzato
membrane modificate
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che permettono il passaggio
di alcuni tipi di sali
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ma non di altri.
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Grazie a queste membrane,
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chiamate comunemente
membrane a nanofiltrazione,
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il 5 per cento
di soluzione salina concentrata
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può essere convertito
in una soluzione salina purificata.
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In sostanza, tramite osmosi inversa
e membrane a nanofiltrazione
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possiamo convertire
le acque reflue industriali
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in risorse quali sale e l'acqua.
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Così facendo, inoltre,
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attuiamo le fasi uno e due
del nostro meccanismo di difesa fluviale.
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Ne ho parlato con diversi utilizzatori
di acque industriali
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e la risposta più comune è stata:
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"Sì, ma chi userebbe il mio sale?"
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Questo ci porta alla fase tre,
che è molto importante.
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Dobbiamo convincere chi usa
il sale proveniente dalle miniere
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a passare al consumo di sale riciclato.
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Chi sono questi consumatori di sale?
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Ho scoperto che nel 2018,
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il 43 per cento del sale consumato
negli Stati Uniti
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è stato usato
per sghiacciare le strade.
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Il 39 per cento è stato utilizzato
nell'industria chimica.
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Ho analizzato questi due utilizzi
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e sono rimasta scioccata.
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Durante l'inverno 2018-2019,
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un milione di tonnellate di sale
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è stato sparso sulle strade
della Pennsylvania.
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È una quantità di sale sufficiente
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a riempire per due terzi
l'Empire State Building.
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Un milione di tonnellate di sale
estratto dalla terra
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e sparso sulle strade,
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che poi si riversa nell'ambiente
e nei nostri fiumi.
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Io propongo di cercare, almeno,
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di ottenere questo sale dagli scarichi
industriali di acque saline,
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per evitare che finisca nei nostri fiumi.
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Sarebbe meglio usare, sulle strade,
il sale di recupero,
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così, al disgelo primaverile,
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i fiumi potrebbero essere
meno esposti ai danni causati
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dalla sostanza altamente salina
che si riversa nelle loro acque.
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ciò che mi entusiasma di più
è l'idea di introdurre
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questo utilizzo circolare del sale
nell'industria chimica.
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L'industria dei cloro-alcali
sarebbe perfetta per farlo.
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Questa industria ci fornisce
resine ipossodiche,
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uretani, solventi
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e molti prodotti utili di uso quotidiano.
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Alla base di questa produzione
si trova il cloruro di sodio.
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L'idea è --
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anzi, prima diamo un'occhiata
all'economia lineare.
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In un'economia lineare,
il sale viene estratto da una miniera,
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subisce il processo dei cloro-alcali
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e diventa una sostanza chimica di base
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che può poi essere convertita
in un prodotto nuovo
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o maggiormente funzionale.
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Questa lavorazione, però,
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spesso genera sale di scarto
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che finisce nelle acque
di scarico industriale.
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L'idea è di introdurre circolarità.
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Possiamo recuperare acqua e sale
delle acque di scarico industriale
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provenienti dalle fabbriche
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per utilizzarli nuovamente all'inizio
delle lavorazioni dei cloro-alcali.
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Sale circolare.
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Che impatto avrebbe tutto ciò?
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Facciamo un esempio.
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Il 50 per cento della produzione mondiale
di ossido di propilene
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avviene grazie
al processo cloro-soda.
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Parliamo di cinque milioni di tonnellate
di ossido di propilene
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ogni anno, a livello globale.
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Cinque milioni di tonnellate di sale
estratte dalla terra
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trasformate in ossido di propilene
dal processo cloro-soda
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che a sua volta riversa
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cinque milioni di tonnellate di sale
nelle acque reflue industriali.
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Cinque milioni di tonnellate
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potrebbero riempire l'equivalente
di tre Empire State Building
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ogni anno.
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Capite allora come il sale circolare
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possa proteggere i nostri fiumi
da questo eccessivo scarico di sale.
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Forse vi state chiedendo:
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"Se queste membrane sono ormai
disponibili da anni,
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perché non viene praticato il riciclo
delle acque di scarico?"
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Il fatto è
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che ha un costo.
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Inoltre,
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in queste regioni all'acqua
non viene dato il giusto valore.
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Fino a quando non è troppo tardi.
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Se non cominceremo a prevedere
politiche di tutela delle acque dolci,
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andremo incontro a conseguenze gravi.
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Chiedete a uno dei maggiori produttori
di sostanze chimiche,
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che lo scorso anno ha subito un danno
di 280 milioni di dollari
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a causa del basso livello delle acque
del fiume Reno in Germania.
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Oppure chiedete agli abitanti
di Città del Capo, in Sudafrica,
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dove una siccità di anni ha talmente
prosciugato le riserve di acqua
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da rendere necessaria la richiesta
di non tirare lo sciacquone.
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ci sono soluzioni grazie alle membrane
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che possono fornire acqua pura
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e fornire sale puro
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grazie all'utilizzo di queste due membrane
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che ci possono aiutare a proteggere
i nostri fiumi per le generazioni future.
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