06-08-2019 - Исследовательская группа под руководством Университета Аделаиды разработала новый подход к очистке воды от микропластиков, которые загрязняют ее, не нанося вреда ближайшим микроорганизмам.
Пластиковые отходы попадают в океаны и реки и представляют глобальную экологическую угрозу, которая имеет последствия для здоровья животных, людей и экосистем.
Исследователи разработали методику разрушения микропластиков с помощью крошечных углеродных магнитов в форме катушки. Ее работы опубликованы в журнале Matter.
«Микропластики адсорбируют органические и металлические загрязнители на своем пути через воду и выделяют эти опасные вещества в водные организмы при употреблении, заставляя их накапливаться по всей пищевой цепочке», - говорит старший автор Шаобин Ван, профессор химической инженерии Шанхайского университета. Аделаида. «Углеродные нанопружины достаточно прочные и стабильные, чтобы разлагать эти микропластики на соединения, которые не представляют такой угрозы для морской экосистемы».
Хотя микропластики часто невидимы невооруженным глазом, они являются повсеместными загрязнителями. Некоторые, такие как отшелушивающие жемчужины, встречающиеся в популярной косметике, просто слишком малы, чтобы их можно было отфильтровать во время промышленной очистки воды. Другие возникают косвенно, когда большие отложения, такие как бутылки с газировкой или шины, лежат на солнце и песке.
Исследование является сотрудничеством между Университетом Аделаиды, Университетом Кертина, Университетом Эдит Коуэн и Технологическим университетом Гуандуна в Китае.
Чтобы разрушить микропластики, исследователи должны были производить кратковременные химические вещества, называемые активными формами кислорода, которые запускают цепные реакции, которые расщепляют различные длинные молекулы, из которых состоят микропластики, на крошечные, безвредные сегменты, которые растворяются в воде. Однако активные формы кислорода часто производятся с использованием тяжелых металлов, таких как железо или кобальт, которые сами по себе представляют собой опасные загрязнители и поэтому не подходят для окружающей среды.
Чтобы решить эту проблему, исследователи нашли более экологически чистое решение в виде углеродных нанотрубок из азотных нанотрубок, способствующих образованию активных форм кислорода. Катализаторы из углеродных нанотрубок имеют форму перьев и удаляют значительное количество микропластов всего за восемь часов. В то же время они остаются стабильными даже в суровых окислительных условиях, необходимых для микропластической деградации. Форма раны повышает стабильность и максимально увеличивает площадь реактивной поверхности. В качестве бонуса крошечные источники стали магнитными, улавливая небольшое количество марганца вдали от поверхности нанотрубок, чтобы предотвратить их попадание в воду.
«Наличие магнитных нанотрубок особенно интересно, потому что их очень легко собирать из реальных потоков сточных вод, чтобы многократно использовать их для восстановления окружающей среды», - говорит руководитель проекта д-р. Сяогуан Дуан, научный сотрудник Школы химической инженерии и передовых материалов при университете Аделаиды.
Поскольку никакие два микропластика не являются химически идентичными, следующие шаги исследователей будут заключаться в том, чтобы обеспечить работу нанопружин с микропластиками различного состава, формы и происхождения. Они также намерены строго подтвердить нетоксичность химических соединений, которые присутствуют в качестве промежуточных продуктов или побочных продуктов при разложении микропластиков.
Исследователи также говорят, что эти промежуточные продукты и побочные продукты могут быть использованы в качестве источника энергии для микроорганизмов, которые в настоящее время страдают от вредных для окружающей среды пластиков. «Если пластмассовые загрязнители могут быть повторно использованы в качестве пищи для роста водорослей, это триумф использования биотехнологии для решения экологических проблем экологически безопасным и экономически эффективным способом», - говорит профессор Ван.
Решение проблемы экологической устойчивости является стратегическим приоритетом для Университета Аделаиды.
Эта работа была поддержана Австралийским исследовательским советом, Национальным фондом естественных наук Китая и Научно-технической программой провинции Гуандун.
Контактные данные
Профессор Шаобин Ван
Электронная почта: [электронная почта защищена]
Веб-сайт: https://researchers.adelaide.edu.au/profile/shaobin.wang
Профессор химического машиностроения
Школа химического машиностроения и перспективных материалов
Университет Аделаиды
Бизнес: 83133810
Доктор Сяогуан Дуань
Электронная почта: [электронная почта защищена]
Веб-сайт: https://researchers.adelaide.edu.au/profile/xiaoguang.duan
Научный сотрудник
Школа химического машиностроения и перспективных материалов
Университет Аделаиды
Мобильный: + 61 (0) 416276866
Мисс Робин Миллс
Электронная почта: [электронная почта защищена]
Сотрудник по СМИ и коммуникациям
Университет Аделаиды
Бизнес: + 61 8 8313 6341
Мобильный телефон: + 61 410 689 084
Текст и изображение: Университет Аделейна
