В последние годы присутствие микропластик в питьевой воде Это стало одной из главных экологических и медицинских проблем в глобальном масштабе. Эти мельчайшие частицы, почти всегда невидимые невооруженным глазом, были обнаружены в реках, морях, водоносных горизонтах и даже в водопроводной воде в домах, в том числе в Европе.
В этом контексте внимание научного сообщества привлекает дерево, хорошо известное в тропических регионах: МорингаБыло показано, что семена этого растения, используемые с древних времен для осветления воды, способны удалять до 98% некоторых микропластиков, что открывает возможности для изменения подхода к очистке сточных и питьевых вод.
Что такое микропластик и почему он вызывает такую обеспокоенность?
Микропластик — это фрагменты пластика размером менее пяти миллиметров, которые Они образуются из-за испорченной упаковки, шин, текстиля, красок. а также множество повседневных товаров. Со временем солнечное излучение, трение и другие физические процессы разрушают их до микроскопических размеров.
Эти частицы в конечном итоге оказываются в системы водоснабжения через дождьПоверхностный сток, городские и промышленные сточные воды, а также сама атмосфера способствуют их распространению. Попав в реки и моря, они могут быть проглочены водными организмами и попасть в пищевую цепь, косвенно достигая и человека.
Проблема заключается не только в их размере: пластик может транспортные химические добавки и прикрепленные к ним загрязняющие веществаЭто многократно увеличивает риски. Особую тревогу вызывают даже мельчайшие нанопластиковые частицы, поскольку они способны проникать через биологические барьеры.
Несколько исследований показывают, что эти мельчайшие частицы могут достигать жизненно важных органов, таких как легкие, почки, печень, сердце или мозга также циркулируют в кровотоке. Хотя исследования все еще продолжаются, их связывают с возможным воздействием на сердечно-сосудистую систему, дыхательную систему и репродуктивное здоровье.
Моринга — «чудодейственное дерево» с долгой историей применения в очистке воды.
Моринга, широко известная как чудо-деревоБлагодаря множеству применений, его веками выращивали в теплом климате. Он используется в пищевой промышленности, традиционной медицине, устойчивом сельском хозяйстве, а с древних времен — для очистки воды.
Считается, что они использовались еще в Древнем Египте. семена моринги Для снижения мутности воды и уничтожения бактерий используются ее естественные коагулирующие свойства. Сегодня эта традиционная практика возрождается с помощью современных научных методов.
Это дерево характеризуется тем, что быстрый ростБлагодаря своей исключительной засухоустойчивости и способности расти на засушливых и деградированных почвах, это растение пользуется большим спросом. Оно требует минимальных затрат, может служить поглотителем углерода и способствует поддержанию и даже увеличению местного биоразнообразия.
Помимо своего потенциала в очистке воды, моринга используется для лечения недоедание и различные заболеванияОн также используется в пищевых и косметических продуктах. Такое сочетание применений делает его выращивание особенно интересным в проектах развития сельских районов и экономики замкнутого цикла.
Исследование показало, что моринга удаляет до 98% микропластика.
Команда из Государственный университет Паулиста (UNESP) в БразилииИсследование, проведенное под руководством Габриэль Батисты, подробно проанализировало способность семян моринги удалять микропластик из воды. Результаты были опубликованы в журнале ACS Omega.
На работе солевой экстракт из семян морингикоторый использовался в качестве коагулянта и сравнивался с сульфатом алюминия (квасцами), наиболее широко используемым химическим веществом на многих очистных сооружениях, в том числе и в Европе, для осветления воды.
Оба коагулянта были протестированы на микропластиковых частицах ПВХ размером около 15 микрометров в диаметреЭтот размер особенно проблематичен, поскольку он достаточно мал, чтобы проходить через стандартные фильтры, но достаточно велик, чтобы переносить прикрепленные к нему токсичные вещества.
Результаты показали, что Моринга и квасцы позволили уничтожить более 98% частиц. ПВХ, присутствующий в воде, в условиях лабораторных исследований. Другими словами, эффективность раствора на растительной основе была как минимум сопоставима с эффективностью обычного химического коагулянта.
Как моринга действует как природный коагулянт
Механизм, объясняющий такое поведение, основан на коагуляция и флокуляцияМногие микропластиковые частицы имеют отрицательный электрический заряд, из-за чего они отталкиваются друг от друга и остаются рассеянными в воде, таким образом, избегая воздействия физических фильтров.
При добавлении экстракта моринги или квасцов в воду, частично нейтрализует этот зарядПо мере уменьшения электрического отталкивания частицы начинают сближаться и соединяться, образуя более крупные агрегаты, называемые хлопьями.
Образовавшиеся хлопья достаточно велики, чтобы их можно было удержать. песочный фильтр или других механических систем, обычно используемых на очистных сооружениях. Таким образом, этот процесс позволяет улавливать то, что ранее ускользало от традиционных методов.
Исследование также подтвердило эффективность моринги в обоих случаях. онлайн-фильтрация, как и прямая фильтрацияЭто означает, что можно исключить определенную фазу флокуляции, которая обычно требует дополнительного оборудования и значительного энергопотребления.
Еще одним важным моментом является то, что коагулянт, полученный из моринги, продемонстрировал следующие свойства: более высокая стабильность в широком диапазоне pHсохранение своей эффективности без необходимости столь частой корректировки химического состава воды, как это часто бывает с квасцами.
Преимущества перед химическими коагулянтами, используемыми в Европе.
В настоящее время многие очистные сооружения для сточных вод и питьевой воды в Европе используют комбинированные физические и химические методы для уменьшения присутствия микропластика. Среди химических веществ сульфат алюминия остается одним из лучших коагулянтов.
Квасцы эффективны, но не лишены недостатков. побочные эффектыНеправильное или чрезмерное использование может повысить концентрацию алюминия в очищенной воде, что в некоторых исследованиях связывают с возможными неврологическими расстройствами, включая болезнь Альцгеймера, хотя окончательные доказательства до сих пор являются предметом научных дискуссий.
Кроме того, в процессе коагуляции с использованием сульфата алюминия образуется большие объемы осадка Эти отходы трудно утилизировать. Часто они оказываются на свалках и со временем могут выделять соединения, которые просачиваются в почву и близлежащие водоемы.
Ко всему этому следует добавить воздействие на окружающую среду, связанное с самим производством квасцов. Это требует добыча бокситов Открытая добыча полезных ископаемых в таких регионах, как Австралия, Бразилия, Гвинея, Гайана или Ямайка, может привести к обезлесиванию, потере среды обитания и выбросам, связанным с транспортировкой и переработкой.
В этом сценарии моринга выступает в роли растительная, возобновляемая и нетоксичная альтернативаДля его выращивания не требуется сложная промышленная инфраструктура, его можно интегрировать в агролесоводческие проекты, и при устойчивом управлении он значительно снижает воздействие процесса очистки воды на окружающую среду.
Микропластик и регулирование в Европе: какое место занимает моринга?
Европейский союз укрепляет свои протоколы контроля микропластика в питьевой воде и сточных водах, осознавая, что это новый загрязнитель, потенциально оказывающий воздействие на здоровье населения.
Несмотря на эти достижения в области регулирования, существующие методы лечения могут быть не в полной мере эффективны против этого заболевания. более мелкие частицынапример, нанопластик или некоторые мелкие микропластиковые частицы, которые проходят через стандартные фильтры и не всегда задерживаются на традиционных стадиях коагуляции и осаждения.
Исследования моринги проводятся именно в этом контексте, предлагая дополнительный инструмент который можно интегрировать в существующие системы очистки. Теоретически, он может дополнять или частично заменять химические коагулянты, особенно на предприятиях, стремящихся снизить зависимость от минеральных или синтетических продуктов.
Для Европы, где существует обширная сеть очистных сооружений сточных вод и установок по очистке питьевой воды, внедрение коагулянтов растительного происхождения, таких как моринга, потребует Технические доработки, крупномасштабные испытания а также тщательную оценку логистических затрат, связанных с поставкой семян и их переработкой.
Параллельно с этим, потенциальное использование моринги может оказаться особенно интересным в следующих областях: сельские районы, небольшие города или проекты сотрудничества там, где доступ к промышленным химикатам ограничен или слишком дорог, и где местное лесоводство может быть интегрировано в экономику местного сообщества.
Экологические и социальные преимущества выращивания моринги.
С экологической точки зрения моринга обладает рядом преимуществ: она быстрый рост и засухоустойчивость Это делает его идеальным кандидатом для программ лесовосстановления и восстановления деградированных почв, в том числе в средиземноморских странах, испытывающих нехватку воды.
Его способность хорошо расти на бедных почвах делает его интересным, поскольку Поглощение углерода и улучшение свойств почвыПомогает восстанавливать органические вещества и замедлять эрозию в уязвимых экосистемах. В то же время его цветы и листья способствуют местному биоразнообразию, предоставляя среду обитания и пищу для насекомых и других организмов.
На социальном и экономическом уровне выращивание моринги может приносить доход. новые возможности получения дохода Для местных фермеров это выгодно от продажи семян, листьев, масла и других продуктов переработки. Его стратегическое значение дополнительно усиливается благодаря использованию в водоочистке, особенно в регионах с ограниченным доступом к чистой питьевой воде.
В Испании и других европейских странах с засушливыми или полузасушливыми зонами уже реализуются некоторые проекты, изучающие эти вопросы. агрономический потенциал морингиХотя это пока еще малораспространенная культура, растущий спрос на натуральные решения для очистки и питания может постепенно стимулировать ее внедрение.
Однако целесообразно планировать его расширение, используя следующие критерии: устойчивость и адаптация к территорииизбегать его проникновения в чувствительные экосистемы, где он может вести себя как инвазивный вид или нарушать существующее экологическое равновесие.
Ограничения метода и нерешенные проблемы, связанные с морингой.
Несмотря на многообещающие результаты, сами авторы исследования UNESP предупреждают, что проблемы всё ещё остаются. важные вопросы Этот вопрос необходимо решить, прежде чем морингу можно будет широко использовать на очистных сооружениях.
Один из выделенных моментов — это высвобождение растворенного органического углерода В процессе коагуляции с экстрактом семян этот углерод может препятствовать последующим этапам водоподготовки, например, увеличивая органическую нагрузку, с которой должны справляться другие процессы, такие как дезинфекция.
Также необходимо проверить, как эта система ведет себя в фактические условия эксплуатациис большими расходами и водой различного химического состава, за пределами контролируемой среды лаборатории, где были проведены первые испытания.
Ещё одна проблема связана с логистикой: необходимо будет гарантировать стабильное и устойчивое снабжение семенамиа также разработка простых процессов получения коагулянтного экстракта в промышленных масштабах без потери эффективности.
Наконец, для будущих исследований будет крайне важно провести тщательный анализ... конечное качество очищенной воды с использованием моринги, включая возможные побочные продукты или остатки, и сравнить ее поведение с поведением обычных коагулянтов в различных климатических и нормативных условиях, как в Европе, так и в других регионах.
Тем не менее, растущий интерес к природным решениям с меньшим воздействием на окружающую среду привлек внимание государственных учреждений, ученых и компаний, работающих в сфере водоснабжения, к моринге. Если предстоящие исследования подтвердят ее эффективность и безопасность, это быстрорастущее дерево может стать ключевым элементом в борьбе с микропластиком и модернизации водоочистки, предоставив Испании и остальной Европе дополнительный инструмент для защиты здоровья населения и окружающей среды.