Aquacollector – ochrona środowiska w praktyce

W ciągu ostatnich lat świadomość społeczeństwa dotycząca globalnych problemów ekologicznych znacząco wzrasta. Z tego względu niektórzy XXI wiek nazywają stuleciem ekologicznym [1]. Mimo to w praktyce nadal zdecydowana większość ludzkości nie dba o ochronę otaczającego nas świata, a wręcz przeciwnie – między innymi przyczynia się do zwiększenia licznych zanieczyszczeń czy na przykład rozwoju globalnego ocieplenia. Jednym z mało znanych, lecz szczególnie narastających w ostatnim czasie problemów, jest nagromadzenie się mikroplastiku w środowisku wodnym.

Czym tak właściwie jest mikroplastik?

Są to cząstki tworzyw sztucznych o średnicy mniejszej niż 5 mm. Wyróżniamy jego dwa rodzaje: pierwotny i wtórny. Pierwszy z nich od samego początku jest mikro wielkości, a jego głównym źródłem są włókna ubrań czy ścieranie opon samochodowych podczas jazdy. Drugi powstaje z rozpadu większego plastiku (np. pod wpływem promieniowania UV) na mniejsze kawałki i to właśnie on w większości znajdowany jest w zbiornikach wodnych [2]. Koniec końców mikroplastik jest wszechobecny i stanowi nieodłączny element naszego życia. Znajdujemy go również w powietrzu, pożywieniu, napojach czy kosmetykach. Mikroplastik wykazuje zdolność do adsorpcji substancji toksycznych, które następnie gromadzą się w organizmach żywych. Badania wykazują, że nawet do organizmu człowieka tygodniowo dostaje się około 5 gramów plastikowych cząstek. Jest to dokładnie tyle, ile znajdziemy go w przeciętnej karcie kredytowej. Gromadzi się w żołądku, dając błędne uczucie sytości, dzięki czemu możemy nie dostarczyć sobie wszystkich potrzebnych substancji odżywczych. Powoduje również owrzodzenie elementów układu pokarmowego [3]. Szacuje się, że jeżeli problem gromadzenia się mikroplastiku w środowisku, cały czas będzie narastał, już w 2050 roku dojdzie do sytuacji, w której w morzach i oceanach znajdziemy więcej tworzyw sztucznych niż ryb. Jednym z licznych skutków zaniedbywania tego problemu jest Wielka Pacyficzna Plama Śmieci, znajdująca się na Północnym Pacyfiku. Mikroplastik stanowi zatem zagrożenie dla całych ekosystemów. Na jego cząstkach często rozwijają się bakterie, w tym te chorobotwórcze, więc w niektórych przypadkach może przyczyniać się do rozprzestrzeniania groźnych chorób. Na jego powierzchni zatrzymują się również substancje endokrynne czynne (np. bisfenole i ftalany), a także cząstki leków, dlatego możliwe, że dodatkowo przyczynia się do rozwoju problemu lekooporności [4].

Oczyszczanie wód z mikroplastiku

Niestety aktualnie na świecie istnieje niewiele ogólnodostępnych metod na oczyszczanie wód z mikroplastiku. W środowisku naturalnym nie ulega on stuprocentowej degradacji. W oczyszczalniach ścieków, które korzystają z oczyszczania wtórnego, istnieje możliwość wyłapania dużej części plastikowych cząstek. Metoda ta nie jest jednak w pełni skuteczna, a najmniejsze cząstki (których jest najwięcej) i tak ostatecznie trafiają do wód [5]. Nie ma także powszechnych urządzeń, które byłyby równocześnie tanie, miały szerokie zastosowanie (do różnego rodzaju zbiorników), a także łatwą obsługę. Co za tym idzie, zagrożenie dalej jest niezwykle duże i jako społeczeństwo powinniśmy poszukiwać nowych, innowacyjnych rozwiązań.

Aquacollector

Wychodząc temu naprzeciw, postanowiłyśmy zgłębić tematykę usuwania tego rodzaju zanieczyszczeń. Rozpoczęłyśmy prace nad projektem pod tytułem ,,Aquacollector – przenośne urządzenie do zbierania i utylizacji zanieczyszczeń syntetycznych z akwenów”. Wytworzony przez nas prototyp, dzięki zastosowaniu odpowiednio dobranych siatek filtrujących, może przesączać wodę zarówno w zbiornikach stojących, np. jeziora, stawy, oczka wodne, jak i płynących, np. rzeki, potoki. Urządzenie może być także zainstalowane na statkach czy łodziach. Aquacollector wyróżnia prosta i wygodna dla użytkownika obsługa, dzięki czemu może skorzystać z niego każdy – co ważne, również osoby prywatne. Urządzenie jest kompatybilne z naszą aplikacją mobilną, w której już niedługo będzie można między innymi znaleźć dokładną instrukcję obsługi, śledzić jego lokalizację, a także kontrolować stopień zapychania się siatek filtrujących. W celu dobrania efektywnego układu filtrów, w akwenach na terenie całej Polski przeprowadziłyśmy wstępne testy Aquacollectora. Urządzenie umożliwiło zebranie mikroplastiku w większości zbiorników. Na filtrach najczęściej zatrzymywały się cząstki polimerów, tj. polipropylen (42,1%), polietylen (31,6%) oraz polistyren (15,8%). Testy pozwoliły nam także na oszacowanie, iż prototyp jest w stanie miesięcznie zbierać ok. 35 000 cząstek mikroplastiku (85 g), a siatki powinny być wymieniane co 3-6 tyg. (w zależności od warunków biotycznych i stopnia zanieczyszczenia danego zbiornika). Dodatkowo, korzystamy z różnego rodzaju metod utylizacji zbieranych tworzyw sztucznych. Stanowi to istotną, lecz często pomijaną kwestię. Do tej pory w tym celu wykorzystywałyśmy pirolizę oraz enzymy wytwarzane przez okrzemki, natomiast w najbliższych miesiącach będziemy testowały pod tym kątem larwy mącznika młynarka oraz barciaka większego. W dalszym ciągu pracujemy też nad zwiększeniem wytrzymałości, mobilności, a przy tym minimalizowaniem kosztów czy wagi naszych urządzeń. Projekt zakwalifikował się do finału Konkursu Naukowego E(x)plory 2021, dzięki czemu już w październiku będziemy miały możliwość zaprezentowania efektów naszych kolejnych działań. Osoby zainteresowane naszym projektem zachęcamy do kontaktu e-mailowego: aquacollector2021@gmail.com.

Trzymamy kciuki za te utalentowane dziewczyny!!!

Więcej o programie i konkursie E(x)plory można znaleźć na stronie: explory.pl


[1] R. I. M. Dunbar, A. H. Korstjens, J. Lehmann, British Academy Centenary Research Project, Time as an ecological constraint. August 2009; https;//doi.org/10.1111/j.1469-185X.2009.00080.x
[2] Anthony L. Andrady, Microplastics in the marine environment, Marine Pollution Bulletin. May 2011; https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2011.05.030.
[3] C. Campanale, C. Massarreli, I. Savino, V. Locaputo, V. F. Uricchio; A Detailed Review Study on Potential Effects of Microplastics and Additives of Concern on Human Health. December 2019; https:// doi.org/10.3390/ijerph17041212
[4] Y. Zhang, J. Lu ,J. Wu, J. Wang, Y. Luo; Potential risks of microplastics combined with superbugs: Enrichment of antibiotic resistant bacteria on the surface of microplastics in mariculture system. January 2020; https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2019.109852
[5] J. Sun, X. Dai, Q. Wang, M. C.M. van Loosdrecht, B. – JieNi; Microplastics in wastewater treatment plants: Detection, occurrence and removal. April 2019; https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.12.050

Jeśli interesujesz się ekologią i/lub ochroną środowiska, chcesz dobrze znać wszystkie zagadnienia wymagane na poziomie szkoły średniej, to zerknij na nasze kursy: Ekologia 3L i Ochrona środowiska 3L (pojedyncze kursy) lub w pakiecie Biologia środowiskowa. Kursy są również dostępne w naszym bestsellerowym pakiecie Teraz Biologia.

Podobne wpisy

Matura z biologii 2017

Materiały Oficyny Multimedialnej TERAZ WIEDZA Artykuł jest próbą wyjaśnienia przyczyn zaskakująco niskiego wyniku średniego egzaminu maturalnego z biologii w 20016 r. i jednocześnie zaproponowania efektywnych…

Wywiad z Janem Prokopem

Wywiad z Janem Prokopem, nauczycielem biologii, współautorem jednych z najlepszych podręczników do tego przedmiotu, autorem wielu zeszytów ćwiczeń, a od kilku lat odpowiedzialnym za oprawę…

Komentarze