Univerzitet Pusan National University objavilo je da su njihovi naučnici razvili metodu kojom se mikroskopska plastika iz vode može ukloniti za svega nekoliko minuta.
Riječ je o postupku u kojem se čestice mikroplastike povezuju s metalnim česticama koje reaguju na magnetsko polje, što bi u budućnosti moglo predstavljati ozbiljno rješenje za pročišćavanje pitke i otpadne vode.
Prema navodima istraživačkog tima, ovom inovativnom metodom uklonjeno je više od 95 odsto mikro i nanoplastike u roku od 10 minuta.
Posebna prednost metode je što cilja izuzetno sitne fragmente plastike koje klasični sistemi filtracije i taloženja ne mogu zadržati. Upravo zbog toga se takve čestice lako šire vodenim ekosistemima i mogu se nakupljati u ljudskom organizmu.
Štetni uticaji na zdravlje
Dosadašnja istraživanja pokazuju da mikroplastika može izazvati upalne reakcije i oksidativni stres u ćelijama. To znači da organizam reaguje na mikroplastiku kao da je riječ o napadu patogena, pri čemu nastaju reaktivne supstance koje oštećuju ćelije i tkiva.
U laboratorijskim ispitivanjima na ljudskim ćelijama i životinjama, mikroplastika je dovođena u vezu s reakcijama imunog sistema, upalama crijeva, promjenama crijevne mikrobiote, kao i potencijalnim oštećenjima DNK. Takvi procesi mogu predstavljati osnovu za razvoj ozbiljnijih zdravstvenih problema, uključujući kardiovaskularne bolesti i poremećaje metabolizma.
Jedna pregledna studija pokazala je da mikro i nanoplastika mogu izazvati upale, oksidativni stres i mikroskopska oštećenja tkiva, ali naučnici upozoravaju da većina dokaza još uvijek dolazi iz laboratorijskih i životinjskih studija. Zbog toga su potrebna dodatna istraživanja kako bi se utvrdio stvarni rizik po zdravlje ljudi.
Kako funkcioniše nova metoda?
Istraživanje, koje je vodio Chung Sung-wook i koje je objavljeno u časopisu Journal of Environmental Management, opisuje novu tehniku uklanjanja mikro i nanoplastike pomoću tankih, pločastih magnetskih nanočestica od željeznog oksida.
Pošto magnetno polje ne može direktno djelovati na plastiku, naučnici su osmislili način da plastiku „prikače“ za metalne čestice. Umjesto uobičajenih kuglastih nanočestica, izabran je pločasti oblik kako bi se povećala površina kontakta s plastičnim fragmentima i pojačala međusobna veza.
Površina ovih nanočestica dodatno je hemijski prilagođena kako bi se bolje lijepila za plastiku. Na njih je nanesen sloj silicijum-dioksida s različitim funkcionalnim grupama, poput dugih ugljikovodičnih lanaca i aromatskih struktura. One omogućavaju elektrostatsko privlačenje, hidrofobne interakcije i takozvane π–π veze, zahvaljujući kojima se čestice mikroplastike „lijepe“ za metalne pločice.
Kada se dovoljan broj metalnih čestica poveže s mikro i nanoplastikom, nastaju hibridne strukture plastike i metala na koje magnetsko polje može efikasno djelovati.
Stvara se mreža koja hvata plastiku
Dodatni, ključni efekat javlja se kada se na smjesu vode, mikroplastike i metalnih nanočestica primijeni spoljašnje magnetsko polje. Tada se hibridne čestice međusobno privlače i počinju da se grupišu u veće nakupine i nepravilne trodimenzionalne mreže.
Ove strukture, osim što su već hemijski vezale dio mikroplastike, u svojim sitnim šupljinama i „džepovima“ fizički zarobljavaju i dodatne čestice plastike. Na taj način hvata se čak i dio mikroplastike koji se nije direktno vezao za metalne čestice. Naučnici ovaj proces nazivaju „dinamičko zatočenje“.
Postupak se može ponavljati
Nakon što se plastika i nanočestice povežu, cijeli sklop se pomoću magneta povlači na jednu stranu rezervoara ili na poseban hvatač. Tako nastaje koncentrisana masa, odnosno mulj sastavljen od plastike i magnetskih pločica.
Istraživači navode da se metalne nanočestice nakon toga mogu očistiti odgovarajućim rastvaračima i ponovo koristiti u više ciklusa. Time se smanjuju troškovi, ali i potencijalni rizici po životnu sredinu koje bi same nanočestice mogle predstavljati.
Šta je novo u ovoj tehnici?
Iako ideja magnetskog uklanjanja mikroplastike nije potpuno nova, ovo istraživanje donosi značajan iskorak. Novina je u kombinaciji pločastog oblika čestica, precizno prilagođene površinske hemije i mehanizma u kojem magnet ne služi samo kao „kukica“, već aktivno pomaže u stvaranju mrežastih struktura koje dodatno fizički hvataju izuzetno sitnu plastiku koju klasični filteri ne mogu zaustaviti.
Moguća primjena u praksi
Studija prikazuje kompletan proces, od dizajna nanočestica i njihovog vezivanja za plastiku, do samog mehanizma uklanjanja. Na osnovu toga može se zaključiti da bi ova tehnologija mogla imati primjenu u komunalnim sistemima za prečišćavanje pitke i otpadne vode, u sanaciji zagađenog okoliša, kao i u obradi industrijskih otpadnih voda.
„Nanoplastika veličine desetina do stotina nanometara postala je nova prijetnja za životnu sredinu, a metode zasnovane na filterima teško je uklanjaju“, rekao je Chung.
„Ova tehnika nudi način da se izuzetno sitni zagađivači uklone brzo i uz vrlo visoku efikasnost“, dodao je.
Besplatnu Android aplikaciju portala SrpskaCafe preuzmite ovdje.