حذف کم‌هزینه میکروپلاستیک و نانوپلاستیک‌ها از آب

امروزه میکروپلاستیک ها در همه جای دنیا وجود دارند و شاید یکی از مهم ترین مشکلات زیست محیطی در شرایط کنونی به دنبال شرایط اضطراری آب و هوایی و انقراض سریع گونه ها و اکوسیستم ها باشد.

به گزارش سایت خبرآنلاین، منبع اصلی آن آبی است که برای شستن لباس های ساخته شده از الیاف مصنوعی استفاده می شود. در حال حاضر، میکروپلاستیک ها را نمی توان از پساب تصفیه کرد، بنابراین در خاک، سطوح آب، رودخانه ها، اقیانوس ها و جو نفوذ می کند.

میکروپلاستیک ها در خاک، هوا، آب و در بدن حیوانات و انسان ها یافت می شوند، از کالاهای مصرفی روزمره و از فرسایش مواد بزرگتر ساخته می شوند و در همه جا و در هر نوع محیطی یافت می شوند.

میکروپلاستیک و نانو پلاستیک این چیه؟

میکروپلاستیک به ذرات تا اندازه 1 میلی متر گفته می شود که این روزها یک مشکل آشکار است. در ضمن ما نانوپلاستیک‌هایی هم داریم که هزار برابر کوچک‌تر از میکروپلاستیک‌ها و چندین برابر موذی‌تر هستند. از آنجایی که می تواند با عبور از موانع بیولوژیکی بزرگ به اندام های حیاتی برسد، نتیجه یک مطالعه اخیر وجود آن را حتی در مغز انسان نیز تشخیص داده است.

انریکه ایسی توما، پروفسور مؤسسه شیمی و IQ-USP توضیح داد: «نانوذرات را نمی‌توان با چشم غیرمسلح یا میکروسکوپ‌های معمولی تشخیص داد، در نتیجه شناسایی و حذف آنها از سیستم‌های تصفیه آب بسیار دشوار است.

در روش توسعه یافته در دانشگاه انستیتوی اقیانوس آرام جنوبی، از نانوذرات مغناطیسی استفاده می شود که با پلی دوپامین (پلیمر مشتق شده از دوپامین، یک انتقال دهنده عصبی موجود در ارگانیسم انسان) کار می کنند. این نانوذرات را می توان به زباله های پلاستیکی و نانوپلاستیک متصل کرد و با استفاده از میدان مغناطیسی می توان ذرات جاسازی شده را از آب خارج کرد.

توما توضیح داد: «پلی دوپامین ماده‌ای است که خاصیت چسبندگی صدف‌های دریایی را که به سطوح مختلف می‌چسبند تقلید می‌کند. این ماده به قطعات پلاستیکی موجود در آب می چسبد و به نانوذرات مغناطیسی اجازه جذب آنها را می دهد. به طور طبیعی، این ماده ناخواسته را می توان با استفاده از آهنربا از آب خارج کرد.

تجزیه و تحلیل میکروپلاستیک ها

این فرآیند قبلاً در حذف میکروپلاستیک ها و نانوپلاستیک ها از آب به ویژه در سیستم های تصفیه موثر بوده است. با این حال، این گروه تحقیقاتی قصد دارد آن را با استفاده از آنزیم های خاصی مانند لیپاز تجزیه کند. لیپاز می تواند پلی اتیلن ترفتالات (PET) را به اجزای اصلی خود تجزیه کند. استفاده از آنزیم‌ها، PET و سایر پلاستیک‌های معمولی را به ذرات کوچک‌تری تجزیه می‌کند که در نهایت می‌توانند برای تولید پلاستیک مورد استفاده مجدد قرار گیرند.

توما توضیح داد: «هدف ما تنها حذف پلاستیک از آب نیست، بلکه کمک به بازیافت آن به روشی پایدار است.

PET ماده خام مورد استفاده در تولید بطری های پلاستیکی و سایر مواد است که خود یک آلاینده اصلی است. زیرا از تجزیه آن اسید ترفتالیک و اتیلن گلیکول تولید می شود که هر دو سمی هستند.

توما ادامه داد: “لیپاز PET را به این اشکال مونومر اولیه تجزیه می کند که می توان از آنها برای تولید PET های جدید استفاده کرد.” “مطالعه ما بر روی PET متمرکز بود، اما محققان دیگر می‌توانند آنزیم‌های خاص دیگری مانند پلی آمید یا نایلون را برای پردازش انواع پلاستیک‌ها بگنجانند.”

در مطالعه توما، نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن یا مگنتیت به طور همزمان با رسوب گذاری و علاوه بر این، با اکسید کردن جزئی دوپامین در محلول قلیایی ملایم سنتز شدند و با پلی دوپامین (PDA) پوشانده شدند. لیپاز بر روی این بستر بی حرکت شد. میکروسکوپ فراطیفی رامان نیز برای نظارت بر جداسازی و تخریب پلاستیک در زمان واقعی استفاده شده است.

مشکل بیوپلاستیک پیچیده

اصطلاح “پلاستیک” به طیف وسیعی از پلیمرهای مصنوعی یا نیمه مصنوعی اطلاق می شود که بیشتر آنها از سوخت های فسیلی به دست می آیند. چکش خواری، انعطاف پذیری، وزن سبک، دوام و هزینه کم باعث شده است که این مواد در محصولات بی شماری در زندگی روزمره مورد استفاده قرار گیرند. از سوی دیگر، نگرانی ها در مورد زباله ها و زباله های تولید شده توسط پلاستیک، محققان را به دنبال جایگزین هایی مانند پلاستیک های زیستی واداشته است. در این مواد به جای استفاده از پتروشیمی های تجدید ناپذیر، بیوپلاستیک از منابع تجدید پذیر و زیست تخریب پذیر تامین می شود.

توما توضیح داد: «این ایده خوبی است، اما پلاستیک‌های زیستی قبل از تجزیه کامل تجزیه می‌شوند و میکروپلاستیک‌ها یا نانوپلاستیک‌ها را ایجاد می‌کنند، و از آنجایی که زیست‌سازگار هستند، موذی‌تر هستند، زیرا مستقیم‌تر با ارگانیسم‌های ما تعامل خواهند داشت و واکنش‌های بیولوژیکی را کاتالیز می‌کنند.»

آب معدنی بطری شده به پایان رسید خطرناک تر از آب آشامیدنی معمولی

یکی دیگر از اطلاعات نگران کننده ارائه شده توسط توما این است که آب معدنی بطری ممکن است بیشتر از آب آشامیدنی خالصی که ما در خانه مصرف می کنیم به پلاستیک های زیستی آلوده باشد. وی گفت: آب آشامیدنی خالص برای از بین بردن بیشتر بقایای آن تحت فرآیندهایی مانند فیلتراسیون، انعقاد و شناورسازی قرار می گیرد، اما در آب معدنی که از برخی جهات بهتر و سبک تر است، املاح بیشتری وجود دارد و البته آب طعم بهتری دارد. نه آب آشامیدنی تصفیه شده تصفیه می شود و نه آب معدنی، زیرا خواص آنها از بین می رود.

به طور کلی، این یک چالش دلهره آور است و هیچ پاسخ روشنی وجود ندارد. نانوتکنولوژی ارائه شده توسط توما و همکارانش راه حلی امیدوارکننده برای مشکلی ارائه می دهد که گستره کامل آن هنوز درک نشده است. وی از سایر محققان خواست تا در جستجوی راه حل ها استقامت کنند و از مقامات دولتی خواست تا این مشکل را جدی بگیرند.