09:27 2023-03-28
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Undele ultrasunete pulsate ar putea într-o zi să îndepărteze microplasticele din căile navigabile
_ Undele cu ultrasunete pulsate ar putea într-o zi să fie îndepărtate microplasticele din căile navigabile
Particulele colorate de plastic plutesc de-a lungul suprafeței majorității căilor navigabile, de la cursurile de apă din aval până în Oceanul Arctic. Aceste microplastice abia vizibile - mai puțin de 5 mm lățime - sunt potențial dăunătoare pentru animalele și plantele acvatice, precum și pentru oameni. Deci, cercetătorii elaborează modalități de a le elimina și de a le opri la sursă. Astăzi, o echipă raportează un dispozitiv în două etape realizat cu tuburi de oțel și unde sonore pulsatoare care îndepărtează majoritatea particulelor de plastic din probele reale de apă.
Cercetătorii își vor prezenta rezultatele. la reuniunea de primăvară a Societății Americane de Chimie (ACS). ACS Spring 2023 este o întâlnire hibridă care se desfășoară virtual și în persoană între 26 și 30 martie.
„Ideea a venit dintr-o discuție cu un coleg care a spus că avem nevoie de noi modalități de colectare a microplasticului din apă.” spune Menake Piyasena, Ph.D., investigatorul principal al proiectului. „Deoarece forțele acustice pot împinge particulele împreună, m-am întrebat dacă le-am putea folosi pentru a agrega microplasticele în apă, făcând plasticul mai ușor de îndepărtat.”
Filtrarea este tehnica cea mai frecvent utilizată pentru îndepărtarea acestor materiale din apă. . De exemplu, filtrele de ieșire ale mașinii de spălat pot împiedica fibrele care se desprind de pe haine în timpul spălării să nu pătrundă în apele uzate. Dar această metodă poate fi costisitoare la scară largă, necesitând curățarea regulată a filtrelor, care se pot înfunda.
O altă opțiune ar putea fi concentrarea particulelor de plastic în apă curgătoare cu forțe acustice sau unde sonore care transferă energie către particulele din apropiere, determinând unele dintre ele să vibreze și să se miște. Gândiți-vă doar la un difuzor care redă muzică tare care zguduie pământul, aruncând pete de praf și murdărie unul spre celălalt. Oamenii de știință au folosit deja acest fenomen pentru a separa particulele biologice de lichide, cum ar fi globulele roșii din plasmă.
Recent, unele echipe au aplicat această abordare la separarea microplasticelor din probele pe care le-au pregătit în laborator. apa pura. Dar această lucrare a fost făcută cu cantități mici de apă. Ei au folosit, de asemenea, microplastice care aveau doar zeci de microni lățime – mai mici decât lățimea părului uman, explică Nelum Perera, un student absolvent în laboratorul lui Piyasena de la New Mexico Tech.
„Am citit că majoritatea microplasticelor. în mediu sunt mai mari decât atât”, spune Perera, care prezintă lucrarea. „Așadar, am vrut să dezvolt un dispozitiv care ar putea fi util pentru majoritatea dimensiunilor și care ar putea fi extins pentru a îndeplini obiectivele din lumea reală.”
Pentru a se adapta la debite mai mari de apă, Perera a creat o dovadă- dispozitiv de concept cu tuburi de oțel cu lățimea de 8 mm conectate la un tub de admisie și la mai multe tuburi de ieșire. Apoi a atașat un traductor pe partea tubului metalic. Când traductorul a fost pornit, acesta a generat unde de ultrasunete peste tubul metalic, aplicând forțe acustice asupra microplasticelor pe măsură ce treceau prin sistem, făcându-le mai ușor de captat. Dispozitivul prototip este relativ simplu în comparație cu metodele tradiționale de filtrare, explică Piyasena, deoarece nu se înfundă la fel de ușor ca un filtru.
În experimentele inițiale cu microplastice din polistiren, polietilenă și polimetacrilat de metil, cercetătorii au descoperit că particulele mai mici (de 6 până la 180 µm lățime) s-au comportat diferit față de cele mai mari (180 până la 300 µm lățime) în prezența forțelor acustice. Îmbunătățite în apă pură, particule de ambele dimensiuni dispuse de-a lungul centrului canalului, ieșind prin ieșirea din mijloc, în timp ce apa curată curgea prin ieșirile din jur. Dar dacă în apă s-a adăugat detergent de rufe sau balsam de rufe, particulele mai mari s-au concentrat spre părțile laterale, ieșind prin orificiile laterale, iar apa purificată pe orificiul de mijloc.
Pe baza acestor rezultate, cercetătorii și-au propus să dezvolte un sistem care ar putea profita de aceste mișcări diferite. Au conectat două tuburi de oțel în tandem: prima etapă a capturat microplastice mici cu lățime mai mică de 180 µm, iar fluxul de apă cu microplasticele mai mari rămase a mers în a doua etapă pentru a fi curățat. „Am îndepărtat mai mult de 70% din plasticele mici și mai mult de 82% din cele mari în acest fel”, spune Perera.
Pentru a arăta că sistemul în două etape ar putea funcționa pentru aplicații din lumea reală, Perera și Piyasena au colectat apă dintr-un iaz din campusul New Mexico Tech și din râul Rio Grande. Ei au filtrat toate probele pentru a elimina contaminanții mari, lăsând în urmă apă care încă mai conținea substanțe dizolvate care ar fi putut afecta separarea. Apoi, au adăugat apa cu microplastice. Când probele de apă din mediu au trecut prin dispozitivul acustic, particulele de plastic au fost îndepărtate la fel de eficient ca din apa pură. Cu acest prototip, Perera estimează că ar costa aproximativ 7 cenți pentru a opera dispozitivul actual timp de o oră și ar dura aproximativ o oră și jumătate pentru a curăța un litru de apă.
Următorul pas al echipei este dezvoltarea unui sistem cu tuburi mai largi sau pachete de tuburi multiple și să-l încercați pe mostre reale din lumea reală, inclusiv apa oceanică și apele uzate de la mașinile de spălat. „Am demonstrat că forțele acustice pot fi folosite pentru a concentra o gamă largă de dimensiuni de microplastic”, spune Piyasena. „Și de aici, vrem să demonstrăm că acest lucru se poate face la o scară mai mare cu mostre reale care au deja microplastice în ele.”
Comentarii:
Adauga Comentariu