Woda z pralek jest powszechnie uważana za główne źródło mikroplastiku – szkodliwego zarówno dla ludzi, jak i zwierząt. Aby pomóc w ograniczeniu tego zanieczyszczenia, naukowcy z Uniwersytetu w Bonn stworzyli nowy filtr oparty na naturalnym modelu: systemie łuków skrzelowych u ryb.
Co ważne, we wczesnych testach urządzenie usunęło prawie 99 proc. włókien plastiku z odpływów pralek.
Pralki nie wypłukują mikroplastiku
Jak można przeczytać na łamach „Emerging Contaminants”, pralka używana przez czteroosobowe gospodarstwo domowe może generować aż do 500 gramów mikroplastiku rocznie. Wszystko przez włókna ścierające się z tkanin podczas prania.
To sprawia, że codzienne pranie jest jednym z głównych źródeł tych cząsteczek. Obecnie znaczna część tego materiału trafia do osadów ściekowych generowanych w oczyszczalniach ścieków. Ponieważ osady te są często stosowane jako nawóz, mikrocząsteczki mogą ostatecznie zostać rozrzucone na polach, trafiając z powrotem do obiegu.
Ze względu na skalę problemu wielu producentów poszukuje sposobów na usunięcie mikroplastiku z wody po praniu, zanim dotrze ona do środowiska. Dr Leandra Hamann wraz dr-em Alexandrem Blanke i zespołem naukowców z Uniwersytetu w Bonn sięgnęli po naturalną inspirację. Badacze skupili się na rybach, które działają jak naturalne filtry.
Dostępne dotychczas systemy filtracyjne mają jednak różne wady. Niektóre z nich szybko się zatykają, inne nie zapewniają odpowiedniej filtracji
Ryby inspiracją dla filtrów mikroplastiku w pralkach
Niektóre ryby, w tym makrele, sardynki i sardele, żywią się, filtrując wodę. Pływają z otwartymi pyskami i chwytają plankton za pomocą łuku skrzelowego. „Przyjrzeliśmy się bliżej budowie tego systemu i wykorzystaliśmy go jako model do opracowania filtra, który można stosować w pralkach” – wyjaśnia dr Blanke.
Z biegiem czasu ryby te wykształciły strategię podobną do filtracji krzyżowej. Ich łuk skrzelowy tworzy lejek, który jest najszerszy przy otworze gębowym i zwęża się w kierunku przełyku. Ściany lejka tworzą łuki skrzelowe, które zawierają struktury przypominające grzebienie. Struktury te pokryte są drobnymi zębami, tworzącymi siateczkę rozciągniętą na łukach.
Jak tłumaczą naukowcy, podczas pobierania pokarmu przez ryby woda przepływa przez przepuszczalną ścianę lejka, jest filtrowana, a następnie pozbawiona cząstek stałych woda jest uwalniana z powrotem do środowiska przez skrzela. Jednak plankton jest na to za duży i zatrzymuje go naturalna struktura sita. Dzięki lejkowatemu kształtowi plankton toczy się w kierunku przełyku, gdzie jest gromadzony aż do momentu połknięcia przez rybę, co opróżnia i oczyszcza cały system.
Filtr do mikroplastiku jak skrzela
Naukowcy podchwycili tę konstrukcję – filtr mikroplastiku do pralki musi spełniać oba warunki: skutecznie wychwytywać i być odporny na zatykanie. Aby zbudować wersję do prania, badacze odtworzyli system łuków skrzelowych i przetestowali różne rozmiary oczek oraz kąty otwarcia lejka.
W ten sposób znaleźliśmy kombinację parametrów, która pozwala naszemu filtrowi oddzielić 99 proc. mikroplastiku od wody, nie blokując go jednocześnie
Wychwycony mikroplastik gromadzi się na wylocie filtra i jest odsysany kilka razy na minutę. Powstały granulat można następnie usuwać co kilkadziesiąt prań i wyrzucać do odpadów komunalnych.
Naukowcy mają nadzieję, że producenci udoskonalą projekt i wykorzystają go w przyszłych pralkach. Mogłoby to ograniczyć rozprzestrzenianie się mikroplastiku pochodzącego z tekstyliów, przynajmniej w pewnym stopniu.