ב-19 ביולי 2024, מדענים סינים פרסמו תוצאת מחקר על הסרת מיקרו-פלסטיק ממים באמצעות פלטפורמת אידוי סולרית יעילה (ISEP) בכתב העת Nature Communications. פלטפורמת האידוי יכולה להסיר מיקרופלסטיק מהמים תוך הפקת מים מתוקים.
תוצאות המחקר פורסמו בכתב העת Nature Communiations.
1. יכולת הפקת מים מתוקים יעילה
פלטפורמת אידוי המים היא הבסיס להפקת מים מתוקים. הוא ממיר אנרגיית אור לאנרגיית חום, מקדם אידוי מים ומשיג את ההשפעה של הפחתת ריכוז היונים במים.
במהלך הניסוי, החוקרים השתמשו לבד פחמן מסחרי כחומר הבסיס להכנת פלטפורמת אידוי המים. לבד פחמן הוא חומר תלת מימדי עם יעילות המרה פוטו-תרמית גבוהה ומבנה נקבובי הידרופילי. החומר יכול להמיר אנרגיית שמש נספגת לאנרגיית חום. המבנה הנקבובי שלו מקל על העברה ואידוי מהירים של מים, ומשפר מאוד את יעילות הייצור של מים מתוקים.
תוצאות הניסוי מראות שקצב האידוי של פלטפורמת האידוי הסולרית התלת מימדית (3D-ISEP) הוא 2.10 ק"ג (למטר מרובע לשעה) בעוצמת הארה של שמש אחת, שהיא פי 4.5 מקצב האידוי של מים טהורים, והוא מראה ביצועי אידוי יציבים בתמיסות שונות (ערכי pH שונים, ריכוזים וגדלים של מיקרופלסטיק).
א. דיאגרמת מכשיר אידוי מים ותמונת אינפרא אדום; ב. דיאגרמת קשרי מסות אידוי מים וזמן; ג. דיאגרמת קצב אידוי מים של חומרים שונים; ד. מספר המיקרו-פלסטיקים בדגימות מים שונות; ה. תמונות מיקרוסקופיות של מי ים ומים מעובה; ו. תמונה מיקרוסקופית קונפוקלית של ראמאן באתר; ז. דיאגרמת ספקטרום ראמאן.
2. יכולת הסרת מיקרופלסטיק עוצמתית
החוקרים העמיסו פוליאתילןאימין (PEI) על פני השטח של לבד פחמן באמצעות שיטת השתלה כדי להכין חומר מרוכב "פחמן לבד-פוליאתילןאימין (CP-PEI)". פוליאתילןאימין מכיל קבוצות אמינו בשפע ובעל יכולת ספיחה טובה למיקרופלסטיק, מה שנותן לחומר המרוכב את היכולת להסיר מיקרופלסטיק במים.
תוצאות הניסוי מראות שפלטפורמת אידוי המים הבנויה עם החומר המרוכב "פחמן לבד-פוליאתילןאימין (CP-PEI)" יכולה להשיג קצב הסרת מיקרופלסטיק של 100% לאחר 6 שעות תחת הארת שמש אחת. אפילו בסביבה חשוכה, לפלטפורמת אידוי המים עדיין יש קצב הסרת מיקרופלסטיק של 18%.
א. ספקטרום הנראה ל-UV; ב. דיאגרמת מנגנון הסרת מיקרופלסטיק של פלטפורמת האידוי הסולארי; ג. שיעור הסרת מיקרופלסטיק מדומה על ידי COMSOL; ד. קשר בין מיקרופלסטיק בריכוזים שונים וקצב הסרה; ה. קשר בין מיקרופלסטיק בערכי pH שונים וקצב הסרה; ו. הקשר בין סוגים שונים של מיקרופלסטיק וקצב הסרה; ז. תמונות מיקרוסקופיות של מיקרופלסטיק בתמיסה מימית בזמנים שונים.
3. ניתן לשתות ישירות מים טריים המיוצרים על ידי פלטפורמת האידוי
בתגובה לבעיות הכפולות של מחסור במים מתוקים ומשאבי מים מזוהמים על ידי מיקרו-פלסטיק, פלטפורמת אידוי המים הסולרית שתוכננה על ידי החוקרים מספקת פתרון "win-win". בסביבת מי ים אמיתית, פלטפורמת האידוי הסולארי יכולה לא רק להסיר ביעילות מיקרו-פלסטיק וחלקיקים במי הים, אלא גם להפחית באופן משמעותי את ריכוז היונים. המים המעובה המוכנים על ידה יכולים לעמוד בתקני מי השתייה הרלוונטיים בעולם.
מַסְקָנָה
מיקרופלסטיק הפך לאחד מארבעת המזהמים החדשים שמשכו תשומת לב בינלאומית רחבה. הצטברותם במים לא רק גורמת לזיהום רב בסביבה, אלא גם מרעילה באופן כרוני את גופנו. הסרת מיקרופלסטיק במים קרובה. בואו נתחיל מהדברים הקטנים בחיינו ונשתמש בכוחם של המדע והטכנולוגיה כדי להתגבר על האתגרים שמביאים המחסור במשאבי מים מתוקים וזיהום מים.