Химики из Швейцарии показали, что с помощью медленной фильтрации через песок из воды можно удалить до 99,5 процента наночастиц пластика. Напротив, озонирование и фильтрация через активированный уголь практические не повлияли на количество наночастиц в обработанной воде. Исследование опубликовано в Journal of Hazardous Materials.
Последнее время ученые находят частицы пластика в самых неожиданных местах, в том числе и в питьевой воде. При этом как именно частицы пластика могут влиять на здоровье людей, достоверно неизвестно, но ученые заранее ищут способы очистки воды от пластика.
Труднее всего изучать нанопластик — его частицы размером в несколько нанометров плохо поддаются экспериментальным измерениям. Но ученым достоверно известно, что нанопластик содержится в питьевой воде, и насколько современные методы очистки помогают от него избавиться, пока неясно.
Ральф Каеги (Ralf Kaegi) и его коллеги из Швейцарского федерального института гидрологии и технологии решили узнать, какие способы очистки лучше всего помогают избавиться от нанопластика в воде. Для этого они приготовили пластиковые наночастицы, содержащие примеси палладия. Такие частицы легко детектировать с помощью масс-спектрометрии.
Чаще всего очистка воды включает в себя несколько фильтраций и озонирование — действие на воду раствором сильного окислителя озона с формулой O3. И химики решили проделать эти же процедуры с водой из Цюрихского озера — источника питьевой воды для жителей Цюриха. Они приготовили суспензии наночастиц в озерной воде и провели озонирование. Затем ученые рассчитали диаметр получившихся наночастиц с помощью динамического рассеяния света. Оказалось, что диаметр практически не изменился, то есть частицы не разрушились под действием озона.
Далее химики попробовали фильтровать суспензии наночастиц через колонки, набитые песком и активированным углем. Причем колонок с песком было два типа — одни набивали обычным песком, а для других брали уже использованный песок из очистных сооружений Цюриха.
В процессе фильтрования ученые заметили, что чем медленнее проходило фильтрование, и чем длиннее была колонна, тем меньше наночастиц проходило сквозь фильтр. Далее они сравнили три разных наполнителя для фильтров: два вида песка и активированный уголь. Выяснилось, что ранее использованный песок работает намного лучше двух других наполнителей: до 80 процентов частиц задерживались на поверхности песочного фильтра.
Затем ученые проверили свои результаты на станции очистки воды Цюриха (Zurich Water Works). Там на колоннах длиной в два метра химики фильтровали воду в течение 9 часов. Как они и предполагали, лучшие результаты показали колонны, набитые использованным песком: на них задержалось 99,5 процента наночастиц. Авторы статьи связывают преимущество использованного песка с тем, что на его песчинках за долгое время фильтрования образовалась биопленка — она улучшает фильтрацию за счет уменьшения заряда на поверхности песчинок и изменения формы пор.
В итоге химики показали, что с помощью фильтрования на песке можно практически полностью очистить воду от нанопластика. При этом эффективность фильтрования составила 77 процентов в лабораторных экспериментах, а при использовании больших очистных фильтров эффективность достигла 99,5 процента.
Пластик может попасть в организм человека вместе с едой, водой и воздухом. Ранее мы рассказывали, как его обнаружили в человеческой крови, пищеварительном тракте и даже плаценте.
Михаил Бойм
И не высох на воздухе за один месяц
Материаловеды из Китая получили гидрогель из катионного мономера, содержащего большое количество полимерных клубков. Благодаря тому, что клубки легко распутывались при деформации, гидрогель оказался очень эластичным и выдерживал растяжение на 10000 процентов относительно исходной площади образца. Кроме того, он обладал ионной проводимостью и быстро самозаживлялся после небольших повреждений, а также оказался очень прочным и не лопнул, даже когда на него встал человек весом 50 килограмм. Исследование опубликовано в Science.