Salute e malattia
Le acque sotterranee sono definite come l'acqua trovata sotto le superfici del suolo nei pori del terreno e nelle formazioni rocciose. Una importante fonte d'acqua, le acque sotterranee forniscono il 50% dell'acqua potabile negli Stati Uniti e l'80% in Europa, secondo un articolo sul Journal of Zhejiang University. L'industrializzazione e la produzione agricola contaminano le fonti di acque sotterranee. Metodi efficaci per la purificazione delle acque sotterranee sono essenziali per garantire un approvvigionamento idrico sicuro.
Le acque sotterranee contengono contaminanti che pongono rischi ambientali e per la salute. I metalli pesanti precipitano nell'acqua a pH neutro e basico, ma sono solubili a pH basso. Gli idrocarburi tra cui cherosene e diesel hanno bassi pesi specifici e galleggiano sulla superficie delle acque sotterranee. Al contrario, gli idrocarburi alogenati hanno alti pesi specifici e infiltrano la roccia permeabile portatrice d'acqua nota come acquiferi. I farmaci inclusi ormoni, antibiotici e cosmetici entrano nelle acque sotterranee tramite impianti di trattamento delle acque reflue e depositi di rifiuti.
La ricarica artificiale delle acque sotterranee è un processo di purificazione che utilizza strati di sabbia e ghiaia installati artificialmente che aumentano la quantità e la qualità dell'acqua immagazzinata attraverso processi naturali come filtrazione, precipitazione e sedimentazione. Questo processo viene condotto particolarmente in pianure sedimentarie e valli fluviali e rimuove una gamma di contaminanti inorganici e organici. La tecnica specifica utilizzata dipende dalla disponibilità di spazio a terra e dal livello di purificazione richiesto.
La fitorimediazione utilizza piante e batteri geneticamente modificati per rimuovere contaminanti tossici dalle acque sotterranee. Piante e batteri sono in grado di metabolizzare composti tossici; tuttavia, piante e batteri naturali mancano della macchina enzimatica per degradare completamente composti come i bifenili policlorurati (PCB). Pertanto, dal 2007, fino a 300 milioni di dollari statunitensi sono stati investiti annualmente nello sviluppo di organismi geneticamente alterati con questa capacità.
Il ferro possiede proprietà riduttive e adsorbenti, permettendogli di rimuovere contaminanti dalle acque sotterranee. Il ferro con stato di valenza 3+ rimuove elettroni dai microbi durante la respirazione. Questi microbi ossidati rimuovono poi elettroni da metalli come cromo e uranio, precipitandoli per una facile rimozione. Le nanoparticelle a base di ferro utilizzano l'area superficiale, la mobilità migliorata e la reattività aumentata delle nanoparticelle per migliorare l'efficienza. Il ferro è anche utilizzato in barriere reattive permeabili (PRB), che intercettano e degradano i contaminanti nelle acque sotterranee.
Salute ambientale