Sumporna kiselina je najkorišćenija hemikalija na svetu. To je važan reagens koji se koristi u mnogim industrijama i koristi se u proizvodnji svega, od papira, farmaceutskih proizvoda i kozmetike do baterija, deterdženata i đubriva. Zbog toga je svetski izazov da sumporna kiselina često sadrži jednu od najotrovnijih supstanci — živu. Istraživači sa Tehnološkog univerziteta Chalmers, Švedska, sada su razvili metodu koja može smanjiti nivoe žive u sumpornoj kiselini za više od 90% — čak i sa niskih nivoa.
„Do sada uopšte nije postojao održiv metod za prečišćavanje gotove sumporne kiseline. Sa tako radikalnim smanjenjem sadržaja žive dolazimo znatno ispod trenutnih graničnih vrednosti. Ovakva čista visokokvalitetna sumporna kiselina je veoma tražena u industrijskim primenama. i važan korak u smanjenju uticaja na životnu sredinu“, kaže vođa istraživanja Bjorn Vikman, vanredni profesor na Odeljenju za fiziku u Čalmersu.
Sumporna kiselina se proizvodi ili od sumpora iz naftne industrije ili kao nusproizvod u topionicama rudarske industrije. U ovom drugom slučaju, živa, koja je prirodno prisutna u rudi, može završiti u gotovim proizvodima. Takođe reciklirani tokovi u topionicama mogu sadržati živu.
Rasipanje žive je problem širom sveta, pošto je supstanca isparljiva i može se raspršiti vazduhom na velikim površinama. Ovaj otrovni teški metal se zatim ispire u potoke i jezera kada pada kiša. Čuva se u zemljištu, vodi i živim organizmima, utičući na ceo lanac ishrane. Može oštetiti mozak i centralni nervni sistem ljudi i životinja.
Prema izveštaju Programa Ujedinjenih nacija za životnu sredinu (UNEP), emisije žive u atmosferu porasle su za oko 20% od 2010. do 2015. godine.
U 2015. godini, oko 2.200 tona žive emitovano je u vazduh kao rezultat ljudskih aktivnosti kao što su proizvodnja cementa, mala eksploatacija zlata, sagorevanje uglja, proizvodnja metala i druge proizvodne industrije. Pored toga, procenjeno je da je oko 1.800 tona žive iste godine završilo u zemljištu i vodi. Prema izveštaju, koncentracije žive u atmosferi su možda porasle za 450 odsto u prošlom veku.
„Svaki i svi načini na koje možemo da smanjimo emisije žive su dobri, jer se svaka živa koja se emituje akumulira u životnoj sredini i nastavlja da predstavlja pretnju po zdravlje hiljadama godina“, kaže Vikman.
Pre pet godina, njegov istraživački tim u Čalmersu predstavio je pionirski metod za uklanjanje žive iz vode pomoću elektrohemijskih procesa. Metoda se zasniva na metalnoj elektrodi koja preuzima toksični metal i formira leguru. Tada se živa može bezbedno ukloniti, a elektroda ponovo koristiti. Sada su istraživači ovu tehnologiju napravili korak dalje i u novoj studiji pokazali su kako se živa može ukloniti iz koncentrovane sumporne kiseline.
Eksperimenti sa sumpornom kiselinom rađeni su u saradnji sa kompanijom za rudarstvo i preradu metala Boliden i kompanijom Atium, izdvojenom iz Chalmers škole za preduzetništvo, sa ciljem da se uklanjanje žive iz vode i hemikalija izbaci na tržište. Istraživači se sada nadaju da će moći da napreduju sa svojim partnerima i da razviju tip reaktora kroz koji sumporna kiselina može da teče i istovremeno se prečišćava.
Danas se živa uglavnom uklanja u ranijoj fazi — iz koncentrata i recikliranih tokova u topionici pre nego što se proizvede sumporna kiselina. Ovo je ustaljen proces, ali ostavlja tragove žive u konačnim proizvodima.
„Prečišćavanje sumporne kiseline takođe sprečava dodatne emisije žive, a istovremeno omogućava industriji da radi ekonomičnije i proizvodi netoksičan proizvod visoke čistoće. Sledeći korak će biti proširenje metode u pilot proces koji je bliži do stvarnih količina od hiljada tona“, kaže Vera Roth, doktorant na Chalmersu i prvi autor članka objavljenog u časopisu ACS ES&T Engineering.
Prema bazi podataka Statista, svetski obim tržišta za sumpornu kiselinu iznosi oko 260 miliona tona godišnje. Očekuje se da će do 2029. ova cifra porasti na 314 miliona tona. Što je manji sadržaj žive u sumpornoj kiselini, to je ona vrednija. Sumporna kiselina za komercijalne svrhe smatra se prihvatljivom kvalitetom kada je njen sadržaj žive ispod 0,30 miligrama po kilogramu.
Ako je sadržaj ispod 0,08 miligrama po kilogramu, smatra se da je sumporna kiselina visoke čistoće. Sa novom metodom, istraživači su u svojoj pilot studiji smanjili nivo žive na 0,02 miligrama po kilogramu sumporne kiseline.
„Granične vrednosti količine žive sumporne kiseline mogu da sadrže zasnovane su na tehnologiji koja je danas dostupna. Sa novom metodom za prečišćavanje sumporne kiseline, nadamo se da će zakonodavstvo oko graničnih vrednosti biti pooštreno u globalnoj perspektivi gde su nivoi žive povećani. generalno mnogo više“, kaže Vikman.
