Αύξηση της πλαστικής ρύπανσης | Λαϊκή Επιστήμη

Αυτό το άρθρο παρουσιάστηκε αρχικά στο


Περιοδικό Hakai

,

μια διαδικτυακή δημοσίευση για την επιστήμη και την κοινωνία στα παράκ

τι

α οικοσυστήματα. Διαβάστε περισσότερες ιστορίες όπως αυτή στο

hakaimagazine.com

.

Σφουγγάρια. Υπάρχει κάτι που δεν μπορούν να κάνουν;

Για χιλιετίες

, οι άνθρωποι έχουν χρησιμοποιήσει αποξηραμένα φυσικά σφουγγάρια για να καθαρίσουν, να ζωγραφίσουν και ως δοχεία για να καταναλώσουν υγρά όπως νερό ή μέλι. τα έχουμε χρησιμοποιήσει κιόλας

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, οι μορφές γεμάτες με κοιλότητα των σφουγγαριών 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

περιγράφοντας την ανάπτυξή τους ως συνθετικό σφουγγάρι

που κάνει σύντομη εργασία μικροσκοπικών πλαστικών συντριμμιών. Σε δοκιμές, οι ερευνητές δείχνουν ότι όταν ένα ειδικά παρασκευασμένο διάλυμα με πλαστικό σπρώχνεται 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 πολλούς πόρους του σφουγγαριού. Αν και η αποτελεσματικότητα των σφουγγαριών διέφερε σε πειράματα, εν μέρει ανάλογα με τη συγκέντρωση του πλαστικού και την οξύτητα και την αλμύρα 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 έως —γιατί όχι— σούπα από τοπικό φαγητό σε πακέτο.

Τα πλαστικά σφουγγάρια κατασκευάζονται κυρίως από άμυλο και ζελατίνη. Μοιάζοντας λίγο με μεγάλα λευκά marshmallows, τα βιοδιασπώμενα σφουγγάρια είναι τόσο ελαφριά που η εξισορρόπηση ενός πάνω σε ένα λουλούδι αφήνει τα πέταλα του φυτού όρθια και ανυποχώρητα, κάτι που οι ερευνητές προτείνουν ότι θα τα κάνει φθηνά και εύκολα στη μεταφορά. Στο εσωτερικό, η δομή των σφουγγαριών μοιάζει λιγότερο σαν πολλές μικροσκοπικές κοιλότητες που μοιάζουν με φυσαλίδες και περισσότερο σαν μια οδοντωτή επιφάνεια.

Σύμφωνα με τον Guoqing Wang, χημικό υλικών στο Ocean University of

China

και συν-συγγραφέα στο χαρτί, η φόρμουλα του σφουγγαριού είναι ρυθμιζόμενη. Ρυθμίζοντας 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 τη σύλληψη πολύ μικροσκοπικών 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 εγκατασ

τάσεις

παραγωγής τροφίμων για την απολύμανση του νερού.

Θα ήταν επίσης δυνατό να χρησιμοποιηθούν σφουγγάρια παγίδευσης μικροπλαστικών στα πλυντήρια ρούχων, προτείνει ο Christian Adlhart, χημικός στο Πανεπιστήμιο Εφαρμοσμένων Επιστημών της Ζυρίχης στην Ελβετία, ο οποίος έχει επίσης πειραματιστεί με τη δημιουργία φίλτρων σφουγγαριών για τη συλλογή μικροπλαστικών. Μερικά μικροπλαστικά εισέρχονται σε υδάτινες οδούς 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 διοχετεύεται ενεργά μέσω ενός, για παράδειγμα καθώς συμπιέζεται και απελευθερώνεται, τα μικροπλαστικά σωματίδια παγιδεύονται μέσα στους πόρους του σφουγγαριού, όπως η συλλογή μαρμάρων σε κουβάδες. Αλλά ακόμα και όταν το σφουγγάρι απλώς επιπλέει σε ακίνητο νερό, οι ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις σημαίνουν ότι κάποια πλαστικά σωματίδια θα προσκολληθούν σε αυτό.

Ωστόσο, υπάρχουν προβλήματα 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 τα βασικά συστατικά στο μέλλον. Ωστόσο, παρόμοια σφουγγάρια μπορούν να κατασκευαστούν με διαφορετικά υλικά. Η εκδοχή που

Ο Adlhart και οι συνεργάτες του ανέπτυξαν, για παράδειγμα,

χρησιμοποιεί χιτοζάνη – ένα σάκχαρο που προέρχεται από τα κελύφη των καρκινοειδών – για να παρέχει τη δομή του σπόγγου. Η χιτοζάνη δεν χρησιμοποιείται ευρέως 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 μαζί μιας μήτρας νανοϊνών χιτοζάνης, εμπνεύστηκε από τη δραστηριότητα τροφοδοσίας με φίλτρο των στρειδιών, τα οποία παγιδεύουν σωματίδια στα βράγχια τους καθώς 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 αυτής στα ίδια τα σφουγγάρια. Ο Wang λέει ότι εργάζονται για να βρουν μια εναλλακτική λύση ώστε να μπορέσουν 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, στοχεύοντας σε μονάδες επεξεργασίας λυμάτων που δεν χρησιμοποιούν ακόμη τεχνολογίες που ήδη υπάρχουν — όπως π.χ.

φίλτρα φτιαγμένα με άμμο

ή

ενεργού άνθρακα

— για να αφαιρέσετε το πλαστικό.

Αυτό είναι κάτι που θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί γρήγορα, λέει ο Georgi: «Δεν χρειάζεται να περιμένουμε τρελό υλικό». Αλλά για εφαρμογές μικρότερης κλίμακας, όπως η αφαίρεση μικροπλαστικών από τα οικιακά αποθέματα νερού, τα νέα φίλτρα σφουγγαριού θα μπορούσαν να είναι χρήσιμα, προτείνει ο Georgi.

Αυτό που εξακολουθεί να λείπει, λέει η Alice Horton στο Εθνικό Κέντρο Ωκεανογραφίας του Ηνωμένου Βασιλείου, είναι η απόδειξη ότι οποιαδήποτε από αυτές τις νεότερες 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 σίγουρη είναι ότι οι προσπάθειες για την αφαίρεση μικροπλαστικών αφού έχουν ήδη φτάσει στον ωκεανό είναι

πιθανώς καταδικασμένος να αποτύχει

.

«Δεν νομίζω ότι υπάρχει κάτι που μπορούμε να κάνουμε σε αρκετά μεγάλη κλίμακα που θα έχει κάποιο αντίκτυπο», λέει σχετικά. «Πρέπει να σταματήσουμε να φτάνει εκεί εξαρχής».

Αυτό το άρθρο εμφανίστηκε για πρώτη φορά στο

Περιοδικό Hakai

και αναδημοσιεύεται εδώ με άδεια.