Az alig látható – 5 milliméternél kisebb – mikroműanyagok potenciális veszélyt jelentenek az állatokra és növényekre, valamint nem utolsó sorban az emberekre. A szakértők ezért olyan módszerek kifejlesztésén dolgoznak, amelyekkel e káros szemcsék eltávolíthatók és idejekorán megállíthatók.
Nemrég egy kutatócsoport acélcsövekből álló és pulzáló hanghullámokat gerjesztő, kétlépcsős eszközről számolt be, amely a természetes vizekből származó mintákból képes eltávolítani a műanyagrészecskék nagy részét. A kutatók eredményeiket az Amerikai Kémiai Társaság (American Chemical Society, ACS) tavaszi ülésén mutatták be.
A leggyakrabban alkalmazott technika a vízből az oda nem illő anyagok eltávolítására a szűrés. A mosógépek szűrői például megakadályozzák, hogy a mosás során a ruhákról leváló szálak a szennyvízbe kerüljenek. Ez a módszer azonban nagyobb vízmennyiség esetén költséges lehet, mivel az eltömődésre hajlamos szűrők rendszeres tisztítását igényli.
Egy másik lehetőség az áramló vízben sodródó műanyagrészecskék koncentrálása akusztikus impulzusokkal, vagyis hanghullámokkal, amelyek energiát adnak át a szomszédos részecskéknek, mozgásra késztetve azokat. A kutatók egy ideje már ezt a módszert használják például arra, hogy biológiai részecskéket vonjanak ki a különféle folyadékokból.
A közelmúltban több kutatócsoport is ezt a megközelítést alkalmazta a mikroműanyagok elkülönítésére tiszta vízből, laboratóriumi körülmények mellett. Ezek többsége azonban csak kevés víz esetén működött. Olyan szemcséken is kipróbálták, amelyek csak néhány tíz mikron szélességűek voltak (vékonyabbak, mint egy emberi hajszál). A környezetben lévő mikroműanyagok többsége azonban ennél nagyobb is lehet, ezért olyan eszköz kifejlesztése vált szükségessé, amely a legtöbb méret esetében használható.
A prototípus 8 milliméter széles acélcsövekből áll, amelyekhez egy bemeneti és több kimeneti cső kapcsolódik. A fémcső egyik oldalára jelátalakítót erősítettek, ami bekapcsolva ultrahanghullámokat generált. Ez akusztikus impulzust gyakorolt a mikroműanyagokra, miközben azok áthaladtak a rendszeren, így segítve azok befogását. Az eszköz amellett, hogy a megszokott szűrési technikákhoz képest viszonylag egyszerű, nem dugul el olyan könnyen, mint egy hagyományos szűrő.
A polisztirol, polietilén és polimetil-metakrilát mikroműanyagokkal végzett első kísérletek során a kutatók felfedezték, hogy a kisebb (6-180 μm) részecskék másképp viselkednek az akusztikus impulzusok hatására, mint a nagyobbak (180-300 μm). Tiszta vízben mindkét féle részecske a cső közepe mentén rendeződött el, és a középső kivezetésen keresztül távozott, míg a többin át a víz áramlott ki. Ha azonban mosószert vagy textillágyítót adtak a vízhez, a nagyobb részecskék a cső oldalához koncentrálódtak, és a szélső kivezetéseken távoztak, míg a víz a középsőn.
Az eltérő mozgásokat kihasználva a szakemberek két acélcsövet kapcsoltak egymáshoz: az első fokozat a 180 μm-nél kisebb méretű mikroműanyagokat fogta be, a maradék, nagyobb méretű szemcséket tartalmazó vízáram pedig a második fokozatban tisztult meg. Ezzel a módszerrel a kis méretű részecskék 70, a nagy méretűek pedig több, mint 82 százalékát távolították el.
Hogy megmutassák, a kétlépcsős rendszer valós alkalmazásokban is működhet, a kutatók folyóból és tóból gyűjtöttek vizet, amelyet előszűrtek, hogy eltávolítsák a nagyobb méretű szennyeződéseket. A vízben azonban benne maradtak oldott anyagok, amelyek így befolyásolhatták a szétválasztást. Ezután mikroműanyagokat szórtak a vízbe. Amikor a környezeti vízminták átmentek az akusztikai készüléken, a műanyagrészecskéket ugyanolyan hatékonyan távolították el, mint a tiszta vízből.
A prototípus egyórás működtetése körülbelül 7 centbe (24 forint) kerülne, egy liter víz megtisztítása pedig nagyjából másfél órát venne igénybe. A kutatócsoport jövőbeli terve, hogy ezt a kapacitást növelje, vagyis hogy szélesebb csöveket, vagy több csőből álló kötegeket tartalmazó rendszert fejlesszen ki, és olyan vízmintákon próbálja ki, amelyek az óceánokból, illetve a mosógépekből származnak.
Sz. Á.
