Эта удивительная технология может удалить микропластик из питьевой воды

Будущее технологий фильтрации воды звучит радужно.

Обнаружен микропластик.

Микропластик есть повсюду: в воде, почве и даже в наших собственных телах, и исследователи до сих пор не уверены, как он влияет на наше здоровье. Хуже того, микропластик чрезвычайно трудно удалить. Однако недавно ученые предложили новое решение, основанное на неожиданном источнике — звуке.

Группа исследователей разработала новый метод очистки воды от микропластика с помощью высокочастотных звуковых волн. В отличие от предыдущих методов ультразвуковой фильтрации, их метод теоретически может удалять как крупные, так и мелкие частицы микропластика с помощью уникального двухэтапного процесса, делая загрязненную пластиком воду безопасной для питья. Результаты были представлены сегодня на заседании Американского химического общества.

Микропластик определяется как любой пластиковый мусор диаметром менее 5 мм. Зачастую они образуются из крупных кусков мусора, таких как бутылки из-под воды, пенопластовые стаканчики или даже акриловая краска, которые разлагаются в окружающей среде. В течение многих лет никто не обращал внимания на эти крошечные кусочки пластика. Однако в 2004 году знаменательное исследование морского эколога Ричарда Томпсона задокументировало их присутствие на 17 различных пляжах. С тех пор они обнаруживались везде, куда бы ни обратили внимание исследователи: в почве, в океанах и даже в наших телах. «[Ученые] обнаружили микропластик в образцах человеческой крови», — сказал Менаке Пиясена, химик-аналитик из Технологического института Нью-Мексико и соавтор исследования. «Так что это окажет огромное влияние в будущем».

Ученые до сих пор не имеют четкого представления о том, какое влияние оказывает весь этот пластик на здоровье человека, но, скорее всего, это нехорошо. Микропластик связывают со множеством заболеваний: от воспалений до проблем с фертильностью и рака, хотя до сих пор неясно, каким образом крошечные фрагменты полимера могут вызывать эти состояния. Однако это означает, что с 2019 года Всемирная организация здравоохранения считает микропластик предметом беспокойства (и потенциальной чрезвычайной ситуацией в области общественного здравоохранения).

В настоящее время большая часть микропластика, удаляемого из воды, улавливается фильтрами. Однако эти устройства имеют тенденцию засоряться; Их необходимо регулярно снимать, чистить или заменять, что в больших масштабах может быстро стать дорогостоящим мероприятием. Пиясена и его лаборатория хотели найти способ удаления микропластика без фильтров. И они нашли способ: ультразвук.

Новая технология промывки водой основана на методе, который Пиясена называет «акустической фокусировкой».

«Это означает использование звуковых волн для фокусировки или конденсации частиц в пределах определенного периметра», — сказал Пиясена. В этом случае полезно думать о звуке не как о тихой музыке или разговоре, а как о волнах силы на ультразвуковых частотах, находящихся выше диапазона человеческого слуха. При воздействии на ограниченное пространство, например, на стальную трубу, эти волны сталкивают мелкие частицы вместе — представьте, как динамик может отскакивать от песчинок на пляже.

Команда Пиясены не первая, кто использовал ультразвук для удаления пластиковых отходов из воды. В прошлом году группа исследователей из Индонезии протестировала «звуковой фильтр», способный удалять до 95% мельчайших частиц микропластика из образцов пресной воды (в соленой воде система оказалась гораздо менее эффективной). Однако в отличие от исследования Пиясены эта группа исследовала только фрагменты пластика шириной менее 180 микрометров. Они предполагали, что более крупные куски будут вести себя аналогичным образом, но Пиясена и его соавторы обнаружили, что это не обязательно так.

«Чем крупнее [пластик], тем больше вероятность, что он концентрируется в каком-то месте», — сказал Пиясена. При погружении в чистую пресную воду микропластик всех размеров скапливался в середине трубки, когда исследователи увеличивали объем ультразвука, позволяя чистой воде вытекать из боковых трубок. Но когда они добавили в воду моющее средство или кондиционер для белья, более крупные микрочастицы пластика (диаметром от 180 до 300 микрометров) начали скапливаться по стенкам каналов. В этом случае вода в средней трубке остается чистой, а стенки остаются загрязненными пластиком.

Чтобы гарантировать удаление всех размеров пластика, команда разработала двухэтапный цикл очистки воды, в котором сначала удаляются микрочастицы пластика, а затем — немного более крупные частицы пластика. Таким образом им удалось удалить 82 процента крупных частиц и более 70 процентов мелких частиц.

Но прежде чем развернуть систему в реальном мире, исследователям необходимо провести еще несколько испытаний. Например, «мы тестировали его только в одном источнике воды», — сказал Пиясена. Однако концентрация соли или других растворенных минералов может влиять на плотность воды, изменяя способ перемещения микропластика через воду. Если команда хочет эффективно очищать воду разной плотности, ей необходимо будет предсказать, как отреагирует микропластик.

Источник: https://baoquocte.vn/cong-nghe-dang-ngac-nhien-nay-co-the-loai-bo-vi-nhua-khoi-nuoc-uong-284522.html