Nanopartícules de ferro per descontaminar els sòls.

En els territoris de forta tradició industrial, com la regió de la Lorena, les transformacions econòmiques recents han conduït al tancament de nombroses fàbriques; aquestes sovint han deixat rere seu grans zones amb els sòls i les capes freàtiques contaminats (d’hidrocarburs, compostos clorats, metalls pesants...). Per posar-hi remei, les nanopartícules semblen prometedores.

La Universitat de Lorena dins el Projecte TANIA
Autors

La Universitat de Lorena dins el Projecte TANIA

La base de dades BASOL, publicada a començaments de l’any 2019 pel Ministeri francès de la Transició Ecològica i Solidària, recull més de set mil indrets amb sòls contaminats o potencialment contaminats. Són terrenys en els quals cal aplicar tractaments per aïllar la pol·lució (excavant-la i emmagatzemant-la), o per destruir-la tèrmicament (mitjançant piròlisi, per exemple), biològicament o químicament.

La tria d’una modalitat i d’una tècnica concreta depèn de la natura i l’extensió de la pol·lució, així com de la geologia i la hidrogeologia de l’indret, dels terminis disponibles i dels costos que comporta. A França actualment els mètodes més utilitzats per a la descontaminació de sòls són els biològics. l’excavació i emmagatzematge dels materials contaminats, i el bombament de les aigües afectades.

Sigui com vulgui, es tracta sempre d’actuacions força costoses, i així com en l’entorn urbà la pressió immobiliària i els beneficis econòmics que genera poden contribuir a la descontaminació ràpida de sòls i capes freàtiques, en les zones periurbanes o rurals de vegades la situació roman inalterada durant anys.

Per tant sembla essencial desenvolupar procediments de descontaminació que siguin eficaços, segurs i econòmicament viables, i en aquest sentit la nanoremediació apareix com una de les innovacions més prometedores. Hi investiga la Universitat de Lorena, dins el marc del Projecte TANIA (Treating Contamination through Nanoremediation). Es tracta d’una actuació Interreg C (2017-2021) que integra participants de Finlàndia (regió de Päijät-Häme), Grècia (regió de Creta), Itàlia (regió de Toscana), Hongria (comtat de Baranya) i França (regió de Gran Est, on desenvolupa la seva activitat la Universitat de Lorena, amb seu a Nancy).

L’aplicació de nanopartícules per a la remediació dels sòls i les aigües subterrànies respon a les característiques d’aquesta mena de materials: la seva mida (diàmetre d’entre 1 i 100 nanòmetres) i llur alta reactivitat permeten degradar els contaminants, o immobilitzar-los.

L’actuació de la Universitat de Lorena se centra a avaluar les que actualment són les nanopartícules més utilitzades per a aquest tipus de pràctiques: les de ferro. Són aptes especialment per tractar aigües i sòls pol·luïts per compostos de clor. També són adequades per a la reducció de les presentacions més tòxiques del crom.

La via d’actuació de les nanopartícules de ferro és química però també biològica: el ferro reacciona amb l’aigua del subsòl, cosa que produeix un entorn pobre en O₂ i ric en H₂. El dèficit d’O₂ afavoreix la proliferació d’organismes anaerobis que contribueixen a enretirar el clor present a l’indret tot incorporant-lo als seus processos biològics. D’altra banda, en els casos en què les nanopartícules de ferro són incapaces de degradar els contaminants, sigui per via química o per via biològica, almenys els immobilitzen incorporant-los a la seva pròpia superfície.

Una altra virtut d’aquestes nanopartícules és el fet que són fàcils de barrejar amb els sòls, o d’injectar, en suspensió, a les capes freàtiques.

Ara bé, també presenten aspectes negatius, o dubtosos si més no: els seus riscos potencials per a la salut i per als ecosistemes de moment no han estat estudiats a bastament, i no hi ha certitud absoluta sobre la seva manca de toxicitat. Cal assenyalar que per les seves dimensions poden travessar la barrera cutània i penetrar dins l’organisme, on els seus efectes no són del tot clars. Per tant, en el cas de la injecció en sòls, és necessari millorar les tecnologies a fi de minimitzar els riscos a què es pot trobar exposat el personal encarregat de l’actuació. També cal superar barreres legals o reglamentàries, i treballar per fer d’aquesta mena de tècniques quelcom de prou conegut i acceptat per les empreses, les autoritats i, principalment, la ciutadania.

En tots aquests aspectes, hi pot ajudar la plataforma experimental bastida per la Universitat de Lorena en col·laboració amb l’Estat francès i amb organismes de recerca com el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), l’institut National de la Recherche Agronomique (INRA) o el Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM). Amb una inversió total de tres milions d’euros, i fent ús de lisímetres de grans dimensions, aquesta plataforma experimental permet, dins el marc del Projecte TANIA, l’estudi del comportament dels sòls, de l’evolució de la pol·lució, i dels efectes de la contaminació i de les diferents tècniques de descontaminació sobre els organismes.

I és que és indispensable prosseguir i millorar les tasques d’avaluació, que haurien d’incloure demostracions en condicions reals d’ecosistemes reconstituïts gràcies als nanomaterials, per tal d’adoptar definitivament, o d’abandonar-la si arriba el cas, la nanoremediació com a sistema plenament vàlid per a la descontaminació segura, eficient, econòmica i innòcua dels sòls i de les aigües freàtiques pol·luïts.