Возможно, исследователи нашли эффективный экологически чистый способ удаления микропластика из воды с помощью легкодоступных растительных материалов. Было обнаружено, что их устройство улавливает до 99,9 % широкого спектра микропластика, который, как известно, представляет опасность для здоровья человека.
Проблемы со здоровьем, связанные с нано- или микропластиками, и разработка эффективных способов их извлечения из воды были в центре внимания недавних исследований. В настоящее время не существует практических технологий универсального и быстрого захвата микропластика. Но исследователи из Университета Британской Колумбии в Канаде, возможно, разработали биоразлагаемое, возобновляемое решение.
Их устройство, которое они назвали bioCap, использует свойства древесных отходов, в том числе опилок, и природных полифенолов. которые создают сильные молекулярные взаимодействия с полимерными частицами, включая многие микропластики.
Чтобы создать bioCap, исследователи использовали опилки в качестве субстрата для фильтрации воды, учитывая его превосходную химическую и физическую стабильность и тот факт, что он содержит целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин, которые облегчают эффективный перенос воды. Они модифицировали опилки, добавив дубильную кислоту, природный растительный полифенол, присутствующий почти во всех растениях без подземной корневой системы.
Проверяя его способность улавливать микропластик, исследователи прокачивали богатую микропластиком воду через колонку, содержащую bioCap. В эксперименте использовались микропластики, обнаруженные в окружающей среде, включая полистирол (ПС), полиметилметакрилат (ПММА), полипропилен (ПП), поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилентерефталат (ПЭТ) и полиэтилен (ПЭ).
Анализ с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) подтвердил захват микрочастиц без заметного изменения структуры опилок с добавленным слоем дубильной кислоты. bioCap удаляет от 95,2% до 99,9% всех микропластиков. При использовании опилок, не обработанных дубильной кислотой, степень удаления была низкой — менее 10 %, что свидетельствует о том, что полифенол играет ключевую роль в улавливании микропластика.
«Микроволокна из одежды, микрогранулы из моющих средств и мыла, а также пены и гранул из посуды, контейнеров и упаковки», — сказал Орландо Рохас, один из авторов исследования. «Используя преимущества различных молекулярных взаимодействий вокруг дубильных кислот, наш раствор bioCap смог удалить практически все эти различные типы микропластика».
Затем исследователи проверили способность bioCap удалять более мелкие микрочастицы (110 нм), которые, как известно, пересекают гематоэнцефалический барьер и представляют опасность для здоровья. Две группы мышей кормили водой, обработанной биокапами, или необработанной в течение одной недели, и их органы были исследованы на содержание микрочастиц. вода, профильтрованная с помощью биокап, привела к меньшему скоплению микрочастиц в органах животных.
Исследователи говорят, что биокап прост и дешев в производстве, и его можно увеличивать или уменьшать в масштабе в зависимости от предполагаемого использования.
«Большинство решений, предложенных до сих пор, являются дорогостоящими или трудно масштабируемыми», – сказал Рохас. «Мы предлагаем решение, которое потенциально может быть уменьшено для домашнего использования или масштабировано для муниципальных систем очистки. Наш фильтр, в отличие от пластиковых фильтров, не способствует дальнейшему загрязнению, поскольку в нем используются возобновляемые и биоразлагаемые материалы: дубильные кислоты из растений, кора, древесина и листья, а также древесные опилки — побочный продукт лесного хозяйства, который широко доступен и возобновляем».
Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials.
