Группа исследователей из Аделаидского университета обнаружила безвредный для окружающей среды способ очистки воды от микропластика с помощью намагниченных угольных нанотрубок. Об изобретении сообщил журнал Matter.
Проблема микропластика стала одной из самых обсуждаемых глобальных экологических угроз последнего десятилетия. Микроскопические пластиковые частицы обнаружены в воздухе и в воде, даже на дне морей Северного Ледовитого океана и в Марианской впадине.
Ранее специалисты отмечали, что в океан попали более 5 трлн частиц общим весом свыше 250 тыс. тонн, а на один литр арктического льда приходится 12 тыс. пластмассовых микрочастиц. В результате глобального потепления они также могут попасть в воду, поставив под угрозу всю экосистему Мирового океана.
Гранулы микропластика используют производители косметики, зубной пасты, стирального порошка. Мельчайшие фрагменты накапливаются в живых организмах и в теле человека, они способны проходить сквозь все промышленные системы очистки и попадать даже в бутилированную воду.
«Микропластик поглощает находящиеся в воде органические и металлические загрязнители. С пищей эти вредные вещества попадают в организм различных морских обитателей, что приводит к заражению всей пищевой цепи. Угольные нанопружины достаточно прочны и стабильны, чтобы разложить микропластик на соединения, которые не представляют столь серьёзной угрозы для морской экосистемы», — утверждает руководитель исследования, преподаватель химической технологии Аделаидского университета Ван Шаобинь.
Несмотря на то что большинство микрочастиц невидимы невооружённым глазом, они являются опасными источниками заражения, так как способны накапливать и переносить токсины, вызывать заражения и даже проникать в кровь.
Перед исследователями стояла задача создать недолговечные химические вещества — активные формы кислорода (АФК), которые запускают цепные реакции и перерабатывают крупные молекулы микропластика в крошечные и безвредные растворимые в воде сегменты. Сами АФК зачастую производятся с использованием тяжёлых металлов, таких как железо или кобальт, и сами по себе являются опасными загрязнителями. Учёные нашли безвредный для окружающей среды путь производства АФК — использовали скрученные в пружинки угольные нанотрубки с добавлением азота.
Также для предотвращения выщелачивания и для намагничивания трубок использовалось небольшое количество марганца. Полученные катализаторы создавали кислотную среду и растворяли значительную часть микропластика всего за восемь часов.
«Примечательно, что магнитные нанотрубки можно с лёгкостью извлекать из сточных вод и повторно использовать для проведения очистных работ», — отметил соавтор работы Дуань Сяогуан.
Поскольку частицы микропластика зачастую обладают различным составом, учёные планируют адаптировать своё изобретение к работе с пластиком самого различного происхождения. Также исследователи рассчитывают, что побочные продукты переработки пластика они смогут использовать в качестве источника энергии для живущих в воде микроорганизмов.
По словам Ван Шаобиня, «если пластмассовые загрязнители можно будет использовать в качестве пищи для водорослей, это станет примером крайне успешного применения биотехнологий для решения проблем окружающей среды безопасным и эффективным с точки зрения затрат способом».