Zanieczyszczenie mikroplastikiem stało się globalnym kryzysem środowiskowym, w którym drobne cząsteczki plastiku przedostają się do wodociągów, stwarzając poważne zagrożenie dla zdrowia. Podczas gdy tradycyjne stacje uzdatniania wody w dużym stopniu polegają na chemicznych koagulantach do usuwania tych zanieczyszczeń, nowe badania pokazują, że pospolita roślina tropikalna może być czystszą i bardziej ekologiczną alternatywą.
Naukowcy z Instytutu Nauki i Technologii Uniwersytetu w Sao Paulo (ICT-UNESP) odkryli, że ekstrakty z nasion Moringa oleifera (Moringa oleifera**) mogą skutecznie usuwać mikroplastiki z wody, działając równie dobrze, a czasem lepiej niż standardowe chemikalia przemysłowe.
Nauka o koagulacji: neutralizowanie niewidzialnego
Aby zrozumieć znaczenie tego odkrycia, konieczne jest zrozumienie, jak mikroplastiki zachowują się w wodzie. Większość cząstek mikroplastiku ma ujemny ładunek elektryczny. Ponieważ podobnie jak ładunki odpychają się, te maleńkie cząstki „odbijają się” od siebie, przeciwstawiając się wychwytywaniu przez tradycyjne filtry piaskowe.
Aby rozwiązać ten problem, stacje uzdatniania wody stosują proces zwany koagulacją :
1. Do wody dodaje się koagulant, który neutralizuje ładunek elektryczny cząstek.
2. Po zobojętnieniu cząsteczki przestają się odpychać i zaczynają się sklejać.
3. Te nagromadzenia, zwane „kłaczkami”, stają się wystarczająco duże, aby mogły zostać wychwycone przez standardowe systemy filtracyjne, takie jak filtry piaskowe.
Tradycyjnie standardem branżowym dla tego procesu jest siarczan glinu (ałun). Jednak badanie UNESP wykazało, że ekstrakt soli z nasion moringi działa podobnie do ałunu. Co więcej, w bardziej zasadowym środowisku wodnym ekstrakt z moringi faktycznie działał lepiej niż jego chemiczny odpowiednik.
Dlaczego Moringa zmienia reguły gry
Przejście na koagulanty roślinne wynika z szeregu krytycznych niedociągnięć nowoczesnych metod chemicznych:
- Toksyczność i pozostałości: Koagulanty aluminiowe i żelazne nie ulegają biodegradacji. Mogą pozostawiać toksyczne pozostałości w uzdatnionej wodzie, budząc obawy dotyczące długoterminowych skutków dla zdrowia.
- Problemy ze substancjami organicznymi: Stosowanie siarczanu glinu może zwiększyć zawartość rozpuszczonej materii organicznej w wodzie, często wymagając dodatkowych i kosztownych etapów oczyszczania.
- Zrównoważony rozwój środowiska: Moringa to bardzo odżywcza roślina pochodząca z regionów tropikalnych. Jej nasiona ulegają biodegradacji i stanowią odnawialne źródło czyszczenia.
Testowanie niebezpiecznych substancji zanieczyszczających
Aby potwierdzić skuteczność metody, zespół badawczy skupił się na mikroplastikach wykonanych z polichlorku winylu (PVC). PVC jest jedną z najbardziej niepokojących substancji zanieczyszczających ze względu na jego znane właściwości mutagenne i rakotwórcze.
Naukowcy zastosowali rygorystyczny protokół testowy:
– Symulowane starzenie: Wystawiono PCV na działanie światła ultrafioletowego (UV), aby zasymulować rozkład plastiku w środowisku naturalnym.
– Pomiary precyzyjne: Za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) i szybkich kamer laserowych potwierdzili, że ekstrakt z moringi skutecznie zbiera i usuwa te niebezpieczne cząsteczki w klastry.
– Zastosowanie w praktyce: Zespół rozpoczął już testowanie ekstraktu na wodzie z rzeki Paraiba do Sul, najważniejszego źródła wody w Brazylii, z obiecującymi wynikami.
Rozwiązanie dla małych społeczności
Chociaż transformacja dużych zakładów komunalnych może zająć trochę czasu, technologia ta ma ogromny potencjał dla społeczności wiejskich i małych. Ponieważ nasiona moringi są łatwo przetwarzane, a ekstrakt można przygotować nawet w domu, stanowi on ekonomiczny i dostępny sposób na uzyskanie bezpiecznej wody pitnej na obszarach bez rozwiniętej infrastruktury.
„Zastosowanie koagulantów na bazie aluminium i żelaza cieszy się coraz większym zainteresowaniem organów regulacyjnych i budzi obawy dotyczące zdrowia publicznego… Z tego powodu zintensyfikowano poszukiwania zrównoważonych alternatyw”. — Adriano Gonçalves dos Reis, profesor ICT-UNESP
Wniosek
Wykorzystując naturalne właściwości Moringa oleifera, naukowcy znaleźli sposób na walkę z zanieczyszczeniami mikroplastikami, stosując biodegradowalną, skuteczną i niedrogą metodę. Ten przełom stanowi obiecującą drogę do bezpieczniejszej wody pitnej i zmniejszonego wpływu środków chemicznych na globalne procesy uzdatniania wody.
