I Sali di Cianuro sono usati in numerosi processi industriali come l’estrazione di oro e argento, industria farmaceutica, ma anche nella produzione di plastiche e carta \cite{scannapieco2013}. Il composto tossico è il cianuro di Potassio, sale di Potassio derivante dall’acido cianidrico. Il cianuro è dato da un triplo legame tra atomi di carbonio e azoto, tale legame può essere combinato con metalli o altri elementi per formare altri composti o sali, come il cianuro di potassio, cianuro di sodio o acido cianidrico. Si trova anche in natura ad esempio negli zuccheri, nelle radici di manioca, nei semi dei frutti e nelle foglie di tabacco. Data la pericolosità del composto e i limiti di normativa stringenti imposti allo scarico, è una tematica oggetto di numerose ricerche. Il cianuro è normato dalle limitazioni vigenti, perché anche bassi valori di Cianuro possono portare alla morte degli organismi acquatici quali pesci, plancton e crostacei. La disciplina degli scarichi è trattata nella parte terza, tit. III, capo III del D.lgs. 152/06 “Testo Unico Ambientale” che in allegato 5 riporta i limiti per le acque reflue. In Italia, la norma da come limiti allo scarico del Cianuro in fogna 1 mg/L e in acque superficiali 0,5 mg/L \cite{zarra2007}. Il cianuro è una sostanza chimica classificata dalla direttiva quadro sulle acque (2000/60/CE), o Water Framework Directive (WFD) , tra i principali agenti inquinanti, può avere conseguenze disastrose sulla salute umana, sull’ambiente e sulla biodiversità \cite{belgiorno2012}\cite{tanik2008}. Come detto in precedenza numerosi studi hanno affrontato il problema della rimozione di cianuro dalle acque reflue e si vuole porre l’attenzione sul confronto tra trattamenti di tipo biologico e trattamenti di tipo chimico. I trattamenti biologici sono environmentally friendly ma hanno dei limiti nell’applicazione ai soli casi di basse concentrazioni iniziali di cianuro, mentre i trattamenti chimici sono quelli più utilizzati per l’efficienza di abbattimento anche ad alte concentrazioni di partenza.
Tecnologie a confronto
I trattamenti biologici, pur essendo più sostenibili in termini ambientali, hanno il limite di funzionare bene quando la concentrazione iniziale di cianuro è bassa \cite{akcil2013}.
\cite{Razanamahandry2016} raccolgono campioni di suolo e acqua da uno spartiacque in Burkina Faso dove avviene l'estrazione artigianale illegale dell'oro mediante cianurazione; si vede come concentrazioni iniziali di F-CN superiori a 100 mg/L hanno inibito la crescita batterica e la degradazione del cianuro.
\cite{suha2014} effettua uno studio sulla rimozione di Cianuro servendosi della capacità assorbente della buccia di banana. Questa metodologia ha un duplice obiettivo, rimuovere gli scarti agricoli e allo stesso tempo rimuovere un contaminante altamente tossico che è il cianuro. Anche in questo caso, si ha una forte dipendenza dalla concentrazione iniziale, che porta l’efficienza a diminuire all’aumentare della concentrazione iniziale di cianuro. Infatti, l’efficienza di rimozione era al 95,65% per una concentrazione iniziale di ioni di Cianuro di 1 mg/L e diminuiva all’incrementare della concentrazione iniziale. Inoltre, l’evidenza sperimentale mostra come l’assorbimento non dipende dal PH nel range 7-10. Tale metodologia è influenzata anche dalla portata, in quanto la percentuale rimossa di cianuro diminuiva all’aumentare della portata.
I trattamenti convenzionali, invece, prevedono l’ossidazione chimica, tramite clorazione alcalina ma può produrre sottoprodotti tossici indesiderati quali i trialometani (THMs) \cite{fatta-kassinos2014}.
\cite{Kim2018} trattano la rimozione di cianuro utilizzando UV-LED/H2O2/Cu2+ e si propone come metodo alternativo di rimozione di cianuro dalle acque reflue, rispetto alle tecnologie classiche e porta ad un decremento della tossicità del 64,6% dopo 60 minuti.
L’alternativa investigata da \cite{process}, in particolar modo, analizza la rimozione di cianuro attraverso il processo di cristallizzazione elettrochimica e il recupero di inchiostro blu, tramite precipitazione, usando sali di ferro. Il cianuro in questo caso assume un valore superiore di tipo commerciale e si contrappone all’iniziale condizione di contaminante da rimuovere. Quest’ultimo approccio mostra la dipendenza dal PH e dalla concentrazione iniziale di cianuro e gli effetti sulla rimozione e recupero del Blu di Prussia (Fe4III[FeII(CN)6]3, PB) o di Blu di Turnbull (Fe3II[FeIII(CN)6]2, TB). Altro vantaggio di questo metodo è in termini di costi, perché sono più bassi rispetto alle tecnologie classiche di ossidazione e non necessita di addizionanti chimici. Per la sperimentazione si utilizza 1 g di CN- in 1L di soluzione acquosa deionizzata e si aggiusta il PH a 11, si effettua l’esperimento con 3 concentrazioni diverse di CN- che sono 10,50 e 100 mg/L. La concentrazione del cianuro totale in soluzione viene poi analizzata colorimetricamente e il range standard della curva va da 0 a 0,20 mg CN-/L. Per la concentrazione di ferro, colorimetricamente la lunghezza d’onda è di 510 nm. La stessa trattazione va ad analizzare gli effetti del PH e della concentrazione iniziale di CN- sulla formazione di inchiostro blu, con un fissato livello di O2 di 5 mg/l e a T di 25°C. Infatti, ad un PH<7 e una concentrazione iniziale di CN- >50 mg/L la percentuale di cianuro precipitato in PB è al 99%. Si effettua l’esperimento abbassando la concentrazione iniziale e l’evidenza sperimentale mostra come l’abbattimento di CN- diminuisce. Si mostra inoltre, l’influenza del PH con una concentrazione di cianuro iniziale di 10 mg/L. La rimozione di cianuro è al 90% a PH da 7 a 10. A PH 11 scende al 75%. Viene fuori che per l’ottimizzazione di rimozione di cianuro e recupero d’inchiostro, il PH da utilizzare è 7. Investigando la concentrazione iniziale di 50 mg/L e 100 mg/L si vede come a PH di 7, la rimozione di CN- si attesta a valori del 97%, che corrispondono a concentrazioni di 1,5 e 3 mg/L. La dipendenza dall’ossigeno disciolto non è in termini di efficienza di rimozione di cianuro ma di qualità del ricavato, è preferibile un basso livello di DO per la formazione di Blu di Prussia. Si effettua un secondo trattamento che è l’ossidazione usando H2O2 a PH iniziale di 7 e tempo di reazione 10 minuti, per raggiunge il limite allo scarico di 1 mg/L. Inoltre, il metodo di ossidazione con H2O2 ha un basso costo, circa il 68% del costo operativo della clorazione alcalina.