Tudósok az emberi hajszálnál vékonyabb mágneses tekercseket hoztak létre, amelyek lebontják a műanyagokat az óceánban

Az óceánban több műanyag darab van, mint a Tejút galaxisban lévő csillagok száma. Évente akár 14 millió tonna műanyag kerülhet az óceánba...

Az óceánban több műanyag darab van, mint a Tejút galaxisban lévő csillagok száma. Évente akár 14 millió tonna műanyag kerülhet az óceánba, amelynek 40%-át az "egyszeri felhasználás" következményének tekintik, ami azt jelenti, hogy ugyanazon évben kerül a vízbe, amikor előállították.

A legtöbb műanyag soha nem bomlik le teljesen, csak kisebb darabokra esik szét, úgynevezett mikroműanyagok (5 milliméter vagy annál kisebb) jönnek létre. A mikroműanyagok a világ minden sarkában megtalálhatók, a Mariana-árok legmélyebb részétől a francia Pireneusok tetejéig.

A műanyag szennyezés problémájának kezelése természetesen megköveteli a műanyag gyártás korlátozását. Az újítók ugyanakkor vizsgálják a már az óceánban található műanyagok és mikroműanyagok eltávolításának módjait is.

A Matter folyóiratban megjelent új tanulmányban a tudósok egy új típusú nanotechnológiáról számolnak be, amely segíthet a probléma kezelésében. Olyan apró mágneses "nanotekercsekről" írnak, amelyek kémiai reakciókat hoznak létre az óceánban a mikroműanyagok lebontása érdekében. A folyamat során a műanyag szén-dioxiddá és vízzé alakul át. (1)

Xiaoguang Duan, az új tanulmány társszerzője elmondta, hogy noha a technika még mindig gyerekcipőben jár, a tanulmány "lehetséges megoldást kínál egy globális probléma kezelésére".

Az apró mágneses tekercsek lebonthatják a mikroműanyagokat

A nanotechnológia akkora méretet jelent, amely kisebb, mint a méter egy milliárdod része, vagy az emberi haj vastagságának fele.

Ebben az esetben Duan és csapata mikroszkópikus méretű nanocsöveket készített szénből, majd ágyrugó formájúra alakították őket (ezért hívják nanotekercseknek).

A csöveket nitrogénnel és mágneses fémmel, mangánnal vonták be. Ez a két kémiai vegyület kölcsönhatásba lép a nanotekercsekkel, így nagyon reakcióképes oxigénmolekulákat hoz létre, amelyek viszont megtámadják a mikroműanyagokat. Az eljárás a műanyag darabokat ártalmatlan sóvegyületekké, szén-dioxiddá és vízzé alakítja át.

Duan és csapata a nanotekercseket mikroműanyagokkal szennyezett vízmintákhoz adta hozzá, és megfigyelték, hogy a mikroműanyagok mennyisége 30-50%-kal csökken egy 8 órás periódus során. A tudósok ezután mágnesekkel könnyen eltávolították a vízből a nanotekercseket a későbbi újrafelhasználás érdekében.

Duan szerint további tesztelésre van szükség ahhoz, hogy ez a technológia készen álljon a szennyvíztisztító telepeken vagy az óceánban való felhasználásra, de ez a hosszú távú cél.

"Jelenlegi tanulmányunk laboratóriumi léptékben még mindig a koncepció bizonyításának szakaszában van," - mondta.

A mikroműanyagok mindenütt jelen vannak

Riasztó mennyiségű mikroműanyagot találtak számos váratlan helyen, ideértve az Indiai-óceán ritkán lakott szigeteit (ahol a tudósok 414 millió darab szemetet találtak) és a Csendes-óceán legmélyebb részén élő apró állatok beleit, körülbelül 11 ezer méter mélyen.

Egy 2015-ös tanulmány becslése szerint a világ óceánjaiban 15–51 billió darab mikroműanyag található, amelyek súlya akár 261 ezer tonna is lehet.

A mikroműanyagok hatalmas problémát jelentenek a tengeri élet számára. Egy 2013. évi tanulmány megállapította, hogy a tengeri állatok testében potenciálisan veszélyes vegyi anyagok halmozódhatnak fel a műanyagok elfogyasztásával. Ennek eredményeként daganatok és májproblémák alakulhatnak ki náluk.

A Smithsonian Intézet szerint az általunk elfogyasztott halak és kagylók nagy része tartalmaz mikroműanyagokat, és az apró szennyezőanyagok már az emberi ürülékben is megjelentek. A tudósok még nem tudják, hogy a mikroműanyagok milyen következményekkel járnak az emberi egészségre nézve.

A műanyag probléma megoldása

Duan csapata nem az egyetlen, amely a műanyag válság lehetséges megoldásait kutatja.

Boyan Slat 24 éves vállalkozó hat évvel ezelőtt indította el a The Ocean Cleanup projektet. Szervezetének célja a nagy csendes-óceáni szemétsziget, egy akkora szeméttel teli örvény megtisztítása, amely több mint kétszer akkora, mint Texas. A projekt 2000 méter hosszú műanyagfogó berendezését júniusban indították újra, miután a tavalyi első kísérlet sikertelennek bizonyult.

Egy másik lehetőség hasonló ahhoz, amit Duan csapata javasol. A 18 éves Fionn Ferriera az írországi Cork megyéből úgy találta, hogy az olaj és a magnetit nevű mágneses anyag kombinálásával, majd az oldat vízbe juttatásával a mikroműanyagok mintegy 90%-át el tudta távolítani a vízből mágnesek segítségével.

"Ebben a szakaszban azt hiszem, hogy minden lehetséges megoldást meg kell fontolni és ösztönözni kell," - mondta Duan.

De hozzátette, hogy ezeknek az újításoknak egyikét sem szabad ürügynek tekinteni az egyszer használatos műanyagok gyártásának és felhasználásának folytatására.

"A megelőzés mindig a legjobb megoldás," - mondta. (2)

(1) - https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385
(2) - https://www.businessinsider.com/plastic-pollution