Zinātniskie atklājumi ne vienmēr sākas aukstā laboratorijā; bieži vien sākumpunkts ir dabas novērošana. Tā notika ar pētnieku grupu no Bonas Universitātes (Vācijā), kuri izstrādāja filtru, kas spēj izņemt vairāk nekā 99 % mikroplastmasas, kas veidojas veļas mašīnās.
Saturs
Šis mehānisms ir iedvesmots no dažu zivju sugu žaunu sistēmas, kuras barojas, izmantojot filtrācijas sistēmas, kas attīstījušās miljoniem gadu ilgā evolūcijas procesā un kas ļoti efektīvi aiztur planktona cietās daļiņas, vienlaikus ļaujot ūdenim turpināt cirkulēt caur to ķermeni un atgriezties ārā.
Jāatceras, ka vidēji katrs mazgāšanas cikls veļas mašīnā patērē no 40 līdz 60 litriem ūdens. Mazgāšanas procesā ūdens sajaucas ar apģērbu, kas sastāv ne tikai no dabīgiem šķiedriem, bet arī no ievērojamas daļas sintētisko materiālu, piemēram, poliestera, neilona un akrila.
Kanalizācijā
Mehāniskās berzes un mazgāšanas līdzekļu izmantošanas dēļ audumi sabojājas, atbrīvojot tūkstošiem vai pat miljoniem plastmasas mikrovlāku. Cikla beigās šīs mikropastmasas tiek noskalotas kanalizācijā un, būdamas pārāk sīkas parastajiem filtriem, nonāk kanalizācijas sistēmā.
Lai gan attīrīšanas iekārtas spēj aizturēt no 80% līdz 90% šo plastmasas mikrovlāku, ir neizbēgami, ka daudzas no tām nonāk mūsu upēs un jūrās vai atgriežas vidē kopā ar nogulsnēm no attīrīšanas iekārtām, kuras bieži izmanto kā mēslojumu lauksaimniecības laukos.
Veselība un vide
Kā paskaidrots Bonnas Universitātes pētījumā : „mikroplastmasa uzkrājas augsnē, izraisot sēnīšu patogēnus, izraisa fitotoksicitāti vaskulārajām augiem, nonāk galveno jūras plēsēju organismā caur trofisko pārnesi un izraisa oksidatīvo stresu, iekaisumu un vielmaiņas traucējumus cilvēkiem”.
Pusšķērsplūsma
Vācu zinātnieki piedāvā risinājumu, kas balstīts uz biomimētisko filtru, proti, filtru, kas izveidots pēc dabas parauga, proti, zivju sugu parauga, kuras, līdzīgi kā skumbrijas, sardīnes un anšovi, ir izstrādājušas tehnoloģiju, ko tās nosaukušas par pusšķērsplūsmas filtrēšanu.
Kā detalizēti aprakstīts pētījumā, „vairumam zivju, kas barojas, filtrējot, žaunu loki ir koniska forma, kas sašaurinās uz barības vada mutē”. Kad zivs atver muti, lai barotos, ūdens plūst caur šo dabisko piltuvi un izplūst atpakaļ caur žaunām.
Organiskais siets
Piltuves sienas ir klātas ar smailiem izaugumiem, kas ļauj ūdenim viegli plūst caur tām. Tomēr planktons ir pārāk liels, lai izietu caur šo organisko filtru . Pateicoties piltuves formai, iestrēdzis barības gabals no šīs zonas pārvietojas uz barības vadu, kur to norij zivs , atstājot telpu tukšu.
Šis mehānisms novērš sistēmas aizsērēšanu tieši tāpēc, ka šķiedras, nevis saduroties ar priekšējo daļu, ripo gar to uz barības vada pusi. Turklāt šis process no ūdens izvada lielāko daļu planktona, tādējādi to attīrot.
Veļas mašīna
Pētnieki izpētīja visus šos procesus, lai izveidotu mikroplastmasas filtra prototipu veļas mašīnām, pielāgojot gan sieta struktūru, gan piltuves atvēršanas leņķi. Eksperimentālie pētījuma rezultāti apstiprina konstrukcijas efektivitāti.
Filtrs, kas izveidots pēc zivju filtra (FiF) parauga, spēja aizturēt līdz 99,6 % mikroplastmasas šķiedru, kas tika izmantotas testos. Konstrukcija ietver arī periodiskas pašattīrīšanās mehānismu, kas novērš filtrējošā materiāla aizsērēšanu, kas ir viena no galvenajām parasto filtru problēmām.
Autori arī uzsver, ka filtrs rada zemu atkritumu koncentrāciju, apmēram 5 %, kas atvieglo aizturētā materiāla turpmāko apstrādi un samazina nepieciešamību pēc papildu apstrādes.
Ģeometrija un ūdens
Vēl viena Bonnas Universitātes piedāvājuma priekšrocība ir tā, ka tas nav atkarīgs no sarežģītiem mehānismiem vai papildu elektroniskām sastāvdaļām, bet balstās vienīgi uz piltuves formas konstrukcijas ģeometriju un fizisko ūdens plūsmas spēku izmantošanu.
Šāda pieeja ļauj efektīvi un nepārtraukti atdalīt plastmasas mikrovālītes no ūdens, vienlaikus samazinot aizsērēšanas risku , kas ierobežo daudzu parasto filtru darbību.
Pamatojoties uz eksperimentālo testu rezultātiem, pētnieki jau ir sākuši sistēmas patentēšanas procesu , kas ir nepieciešams pirmais solis, lai izpētītu tās tālākas attīstības un izmantošanas iespējas rūpnieciskā mērogā.
