February 22, 2024

Καθαρίστε τη ρύπανση από πλαστικό | λαϊκή επιστήμη

Αυτό το άρθρο εμφανίστηκε αρχικά στο Περιοδικό hakai, μια διαδικτυακή δημοσίευση για την επιστήμη και την κοινωνία στα παράκτια οικοσυστήματα. Διαβάστε περισσότερες ιστορίες όπως αυτή στο hakaimagazine.com.

σφουγγάρια Υπάρχει κάτι που δεν μπορούν να κάνουν; Για χιλιετίες, οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν ξηρά φυσικά σφουγγάρια για καθαρισμό, βάψιμο και ως δοχεία για την κατανάλωση υγρών όπως νερό ή μέλι. τα έχουμε χρησιμοποιήσει ακόμη και ως αντισυλληπτικά. Είτε συνθετικά είτε φυσικά, τα σφουγγάρια είναι εξαιρετικά στο να παγιδεύουν μικροσκοπικά σωματίδια στους πολλούς πόρους τους. Και όπως αρχίζουν να δείχνουν οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο, τα σχήματα των σφουγγαριών γεμάτα με κοιλότητες σημαίνουν ότι θα μπορούσαν να δώσουν λύση σε μια από τις μεγαλύτερες μάστιγες της εποχής μας: τη μικροπλαστική ρύπανση.

Τον Αύγουστο, ερευνητές στην Κίνα δημοσίευσαν μια μελέτη που περιγράφει την ανάπτυξη ενός συνθετικού σφουγγαριού που αφαιρεί γρήγορα τα μικροσκοπικά πλαστικά υπολείμματα. Σε δοκιμές, οι ερευνητές έδειξαν ότι όταν ένα ειδικά παρασκευασμένο διάλυμα γεμάτο πλαστικό περάσει μέσα από ένα από τα σφουγγάρια τους, το σφουγγάρι μπορεί να αφαιρέσει τόσο μικροπλαστικά όσο και ακόμη μικρότερα νανοπλαστικά από το υγρό. Αυτά τα σωματίδια συνήθως παγιδεύονται στους πολυάριθμους πόρους του σφουγγαριού. Αν και η αποτελεσματικότητα των σφουγγαριών διέφερε στα πειράματα, εν μέρει ανάλογα με τη συγκέντρωση του πλαστικού και την οξύτητα και την αλατότητα του υγρού, οι βέλτιστες συνθήκες επέτρεψαν στους ερευνητές να αφαιρέσουν έως και το 90 τοις εκατό των μικροπλαστικών. Το δοκίμασαν σε όλα, από νερό βρύσης και θαλασσινό νερό μέχρι, γιατί όχι, τοπική σούπα σε πακέτο.

Τα πλαστικά σφουγγάρια κατασκευάζονται κυρίως από άμυλο και ζελατίνη. Τα βιοδιασπώμενα σφουγγάρια, που μοιάζουν λίγο με μεγάλα λευκά marshmallows, είναι τόσο ελαφριά που η ισορροπία σε ένα λουλούδι αφήνει τα πέταλα του φυτού όρθια και άκαμπτα, κάτι που οι ερευνητές λένε ότι θα τα κάνει φθηνά και εύκολα στη μεταφορά. Στο εσωτερικό, η δομή των σφουγγαριών μοιάζει λιγότερο με μια δέσμη μικρών κοιλοτήτων που μοιάζουν με φυσαλίδες και περισσότερο με μια ακανόνιστη επιφάνεια.

Σύμφωνα με τον Guoqing Wang, χημικό υλικών στο Ocean University της Κίνας και συν-συγγραφέα της εργασίας, η φόρμουλα του σφουγγαριού είναι ρυθμιζόμενη. Προσαρμόζοντας τη θερμοκρασία όταν αναμειγνύονται οι δύο ενώσεις, λέει, τα σφουγγάρια μπορούν να γίνουν περισσότερο ή λιγότερο πορώδη. Αυτό επηρεάζει το μέγεθος των σωματιδίων που συλλέγονται: τα εξαιρετικά πορώδη σφουγγάρια έχουν πολλούς πολύ μικρούς πόρους, κάτι που είναι καλό για την παγίδευση πολύ μικρών σωματιδίων.

Τα σφουγγάρια, εάν παραχθούν ποτέ σε βιομηχανική κλίμακα, λέει ο Wang, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε μονάδες επεξεργασίας λυμάτων για να φιλτράρουν μικροπλαστικά από το νερό ή σε εγκαταστάσεις παραγωγής τροφίμων για την απολύμανση του νερού.

Μπορεί επίσης να είναι δυνατή η χρήση σφουγγαριών σαν αυτό για την παγίδευση μικροπλαστικών στα πλυντήρια ρούχων, προτείνει ο Christian Adlhart, χημικός στο Πανεπιστήμιο Εφαρμοσμένων Επιστημών στη Ζυρίχη της Ελβετίας, ο οποίος έχει επίσης πειραματιστεί με τη δημιουργία φίλτρων σφουγγαριών για τη συλλογή μικροπλαστικών. Μερικά μικροπλαστικά εισέρχονται στους υδάτινους δρόμους αφού αποβληθούν από συνθετικά υφάσματα όταν στροβιλίζονται στο πλύσιμο. «Θα μπορούσατε να τοποθετήσετε ένα τέτοιο σφουγγάρι μέσα στο τύμπανο», λέει ο Adlhart. «Νομίζω ότι θα απορροφούσε ένα μεγάλο μέρος των ινών».

Τα σφουγγάρια όπως αυτό λειτουργούν χάρη σε ένα δίδυμο μηχανισμών, προσθέτει. Εάν το νερό περνά ενεργά μέσα από ένα σφουγγάρι, για παράδειγμα όταν συμπιέζεται και απελευθερώνεται, τα μικροπλαστικά σωματίδια παγιδεύονται μέσα στους πόρους του σφουγγαριού, σαν να μαζεύουν μάρμαρα σε κύβους. Αλλά ακόμα και όταν το σφουγγάρι απλώς επιπλέει σε ακίνητο νερό, οι ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις σημαίνουν ότι κάποια πλαστικά σωματίδια θα κολλήσουν σε αυτό.

Ωστόσο, υπάρχουν πισωγυρίσματα στην πιθανή υιοθέτηση του σφουγγαριού. Το ένα, λέει ο Adlhart, είναι ότι το άμυλο και η ζελατίνη είναι σημαντικά για τη βιομηχανία τροφίμων, πράγμα που σημαίνει ότι θα μπορούσε να υπάρξει ανταγωνισμός για βασικά συστατικά στο μέλλον. Ωστόσο, παρόμοια σφουγγάρια μπορούν να κατασκευαστούν από διαφορετικά υλικά. Η εκδοχή που ανέπτυξαν ο Adlhart και οι συνεργάτες του, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί χιτοζάνη (ένα σάκχαρο που προέρχεται από τα κελύφη των καρκινοειδών) για να παρέχει τη δομή του σπόγγου. Η χιτοζάνη δεν χρησιμοποιείται πολύ εμπορικά, λέει ο Adlhart, επομένως δεν θα αντιμετωπίσει τον ίδιο ανταγωνισμό.

Ο Adlhart λέει ότι το σχέδιο του σφουγγαριού του, το οποίο περιλαμβάνει την περιστροφή μιας μήτρας νανοϊνών χιτοζάνης, εμπνεύστηκε από τη δραστηριότητα τροφοδοσίας με φίλτρα των στρειδιών, τα οποία παγιδεύουν σωματίδια στα βράγχια τους ενώ αντλούν θαλασσινό νερό μέσα από αυτά.

Η χιτοζάνη, το άμυλο και η ζελατίνη είναι όλα βιοδιασπώμενα. Ωστόσο, η διαδικασία που αναπτύχθηκε από τον Wang και τους συνεργάτες του για να φτιάξουν το σφουγγάρι τους χρησιμοποιεί φορμαλδεΰδη, μια εξαιρετικά τοξική ένωση, και υπήρχαν ίχνη της στα ίδια τα σφουγγάρια. Ο Wang λέει ότι εργάζονται για να βρουν μια εναλλακτική που θα τους επιτρέψει να φτιάξουν ένα εντελώς φιλικό προς το περιβάλλον σφουγγάρι.

Η Anett Georgi, χημικός στο Κέντρο Περιβαλλοντικής Έρευνας Helmholtz στη Γερμανία, που δεν συμμετείχε στην έρευνα, λέει ότι όταν πρόκειται για τον καθαρισμό της μικροπλαστικής ρύπανσης στον ωκεανό, το κλειδί είναι να σταματήσει η ροή. Θα πρέπει να ξεκινήσουμε, λέει, εστιάζοντας σε μονάδες επεξεργασίας λυμάτων που δεν χρησιμοποιούν ήδη τεχνολογίες που ήδη υπάρχουν (όπως φίλτρα από άμμο ή ενεργό άνθρακα) για την αφαίρεση του πλαστικού.

Αυτό είναι κάτι που μπορεί να επιτευχθεί γρήγορα, λέει ο Georgi: «Δεν χρειάζεται να περιμένουμε να μπουν τρελά πράγματα». Αλλά για εφαρμογές μικρότερης κλίμακας, όπως η αφαίρεση μικροπλαστικών από τις οικιακές παροχές νερού, τα νέα φίλτρα σφουγγαριών θα μπορούσαν να αποδειχθούν χρήσιμα, προτείνει ο Georgi.

Αυτό που εξακολουθεί να λείπει, λέει η Alice Horton του Εθνικού Κέντρου Ωκεανογραφίας του Ηνωμένου Βασιλείου, είναι η απόδειξη ότι οποιαδήποτε από αυτές τις νέες τεχνολογίες που βασίζονται σε σφουγγάρια μπορεί να είναι οικονομικά αποδοτική και επιτυχημένη στην αφαίρεση μικροπλαστικών από το νερό σε μεγάλη κλίμακα. Αλλά ένα πράγμα για το οποίο είναι σίγουρος είναι ότι οι προσπάθειες για την εξάλειψη των μικροπλαστικών μόλις φτάσουν στον ωκεανό είναι πιθανότατα καταδικασμένες σε αποτυχία.

«Δεν νομίζω ότι μπορούμε να κάνουμε κάτι σε αρκετά μεγάλη κλίμακα ώστε να έχουμε κάποιο αντίκτυπο», λέει. «Πρέπει να το εμποδίσουμε να φτάσει εκεί εξαρχής».

Αυτό το άρθρο πρωτοεμφανίστηκε στο Hakai Magazine και αναδημοσιεύεται εδώ με άδεια.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *