Wszechobecny mikroplastik

Mikroplastik, którego nie widać gołym okiem, jest wszechobecny. Stwarza ogromny problem dla środowiska, zwierząt i ludzi. Nawet filtry w oczyszczalniach ścieków nie są w stanie go wychwycić. To tworzywo sztuczne, do którego produkcji wykorzystywana jest m.in. ropa z dodatkiem chemikaliów, takich jak bisfenole. Znajduje się w powietrzu, morzach, oceanach, na powierzchni ziemi, w kosmetykach, przedmiotach codziennego użytku, opakowaniach żywnościowych, a nawet organizmach ludzi i zwierząt. Przenika niemalże wszędzie. Liczne publikacje naukowe dowodzą, że znaleziono go także w DNA. Może działać niczym nóż, który przecina DNA i wbudowywuje się w nie, powodując uszkodzenia i upośledzenia. W efekcie może dojść do powstania wielu chorób, w tym problemów hormonalnych, a nawet raka.

Bardzo dużo plastiku pochodzi z ubrań, które zostały wyprodukowane z włókien syntetycznych, takich jak: poliester, nylon, poliamid, elastan czy akryl. Takie włókna są tanie i łatwo dostępne, ale nie są zdrowe dla człowieka i nie są obojętne dla środowiska. Niesamowite ilości mikroplastiku wydobywają się z pralek po upraniu odzieży zawierającej włókna syntetyczne. Przekonał się o tym prof. Adam Ekielski. Przefiltrował i zbadał wodę, która jest wylewana z pralki po praniu. Dokładniejsze badania pokazały, że w czasie prania może uwolnić się z odzieży nawet 50 tys. mikrowłókien. Szczególnie dużo włókien jest uwalnianych podczas prania odzieży z popularnego „polaru”, czyli materiałów poliestrowych. W tym przypadku system zliczania i identyfikacji mikrocząstek, opracowany przez pracowników Instytutu, oszacował ponad 600 tys. cząstek mikroplastiku uwalnianego w czasie prania ok. 5 kg „polaru”. Było to na tyle szokujące, że przeprowadzono dalsze badania mające na celu potwierdzenie tej tezy. Badania pokazały, że wystarczy poddać popularną bluzę polarową 25 praniom, aby straciła prawie 1% masy. Materiał uwalniany w trakcie prania przenoszony jest przez system kanalizacji dalej do oczyszczalni ścieków, jednak te w wielu przypadkach nie są przystosowane do wychwytywania mikro- i nanocząstek plastiku. Wspólnie z prof. A. Ekielskim, w ramach projektu BRISK2, grupa naukowców z Portugalii (LNEG) i Rumunii (INMA) zbadała osady pozostałe po przejściu przez oczyszczalnię ścieków oraz wodę opuszczająca oczyszczalnię. Wynik badań okazał się przerażający. W przypadku wysuszonego osadu z oczyszczalni i po odrzuceniu większych kawałków plastiku w prawie połowie masy, która pozostała, znajdował się właśnie mikroplastik. Większy plastik można odfiltrować w oczyszczali, ale ten niewidoczny dla oczu jest ogromnym problemem. 

Bierny i biodegradowalny filtr do mikroplastiku

I tak naukowiec z SGGW wpadł na świetny pomysł. W wyniku przeprowadzonych prac badawczych powstał bierny i biodegradowalny filtr do mikroplastiku. Właściwości adsorpcji mikrocząstek plastiku (PET, PE, PS) zostały już potwierdzone w warunkach laboratoryjnych. – Bierny filtr to taki, który nie zawiera żadnych aktywnych elementów. Przypomina trochę magnes, który zamiast opiłków metalu, przyciąga plastik. Co jakiś czas trzeba go wymieniać. Ma formę elastycznej poduszki, ale nie porowatej. Mikroplastik nie przenika do środka, a przykleja się do jego powierzchni. Filtr jest biodegradowalny, wykonany z pewnych form ligniny. Lignina jest substancją występującą powszechnie w drewnie. Zwykle traktowana jest jako odpad. Dopiero od niedawna zaczyna się coraz częściej mówić, że można ją wykorzystywać do różnych zastosowań. I my to próbujemy zrobić. Nasz filtr przyciąga cząsteczki polistylenu, polietylenu, PET – testy potwierdziły działanie filtra w przypadku dokładnie tych. Przy powolnym przepływie i mieszaniu jest w stanie wychwycić 60-90% mikro- i nanocząstek znajdujących się w odległości mniejszej niż 1 mm od aktywnej powłoki filtra. Potwierdzone zjawisko dotyczy cząsteczek o najdłuższym wymiarze nieprzekraczającym 100 mikrometrów. Samo zjawisko przyciągania i mechanizm interakcji sił elektrostatycznych w roztworach wodnych jest niezwykle ciekawe i wymaga dalszych badań. Niemniej sam pomysł na tego typu system oczyszczania wody uważam za niezwykle nośny. Jest on konkurencyjny w porównaniu do badanych obecnie filtrów wykorzystujących generatory pola elektrostatycznego umieszczone w strumieniu zanieczyszczonej wody  – wyjaśnia dr hab. inż. Adam Ekielski, prof. SGGW. 

Praktyczne zastosowanie „dywanu z lignin”, jak naukowiec z SGGW potocznie nazywa filtr, jest wszechstronne. Można go np. umieścić w wodzie przy plaży i pozostawić na kilka tygodni. Przepływające obok cząsteczki plastiku będą do niego przywierać. Potem filtr należy wymienić. Wynalazek można zastosować w każdym zbiorniku wodnym. Pojawił się pomysł na zastosowanie go również w pobliżu odpływów zlewów w domach. To jest bardzo dobra wiadomość. Być może w niedalekiej przyszłości pozbędziemy się znacznej ilości niewidocznego dla oczu i bardzo niezdrowego plastiku.

Autorka: Anita Kruk, Biuro Promocji SGGW

Konsultacja merytoryczna: dr hab. inż. Adam Ekielski, prof. SGGW, Katedra Inżynierii Produkcji, Instytut Inżynierii Mechanicznej SGGW