استفاده از گیاهان برای از بین بردن میکروپلاستیک های موجود در پساب ها

به گزارش سرویس اطلاع‌رسانی نساجی امروز،  در این مقاله به تحقیقی که توسط دکتر راجانی سرینیواسان در مورد استفاده از فلوکولانت های بر پایه گیاه برای حذف میکروپلاستیک ها از پساب های نساجی انجام شده، می پردازیم.

در طول سال های گذشته شواهد زیادی مبنی بر آسیب رساندن میکروپلاستیک ها به محیط زیست وانسان ها به دست آمده است. کمیسیون اروپا حتی در استراتژی اتحادیه اروپا برای منسوجات پایدار و گردشی تمرکز خود را بر روی "لزوم رسیدگی به مشکل جدا شدن غیرعمدی میکروپلاستیک ها از منسوجات" گذاشته است.

در حال حاضر بیش از هر زمان دیگری وجود راهکاری برای رفع این معضل ضروری به نظر می رسد، با این حال یافتن راهکاری برای میکروپلاستیک ها که خود باعث آسیب به محیط زیست شود، بی فایده است.

دکتر راجانی سرینیواسان، استادیار شیمی و رییس دپارتمان شیمی، زمین شناسی و فیزیک دانشگاه ایالتی تارلتون، تگزاس به فکر راه حلی بود که ارزشش را داشته باشد. او در سال 1999 کار بر روی مواد اولیه بر پایه گیاهان را به عنوان بخشی از پایان نامه دکترای خود آغاز کرد.

وی در ابتدا در مورد استفاده از مواد اولیه گیاهی مختلف برای حذف آلودگی ها از پساب های نساجی تحقیق می کرد و همین نقطه شروع تحقیقاتش بر روی حذف انواع آلاینده ها در زمانی شد که صحبتی از میکروپلاستیک ها نبود. تصور او و تیمش این بود که چرا به جای اضافه کردن مواد سمی بیشتر به محیط زیست از پلیمرهای بر پایه مواد غذایی که غیرسمی و دوستدار محیط زیست هستند، استفاده نشود.

سرینیواسان در میانه این تحقیقات کشف کرد که گیاه بامیه بهترین عملکرد را برای حذف میکروپلاستیک ها از پساب ها دارد.

فرایند

در فرایند جداسازی میکروپلاستیک ها که فلوکولاسیون نام دارد در واقع نقش اصلی را بخش پلی ساکارید گیاه بامیه ایفا می کند که باعث حذف میکروپلاستیک ها از پساب های نساجی می شود. به این فرایند مکانیزم پل زدن نیز گفته می شود چون پلی ساکاریدها میکروالیاف را به خود جذب می کنند. با بزرگ تر شدن و سنگین تر شدن گروه های میکروالیاف متصل به پلی ساکاریدها، آن ها هرچه بیشتر به ته جریان پساب فرو می روند و در نهایت حذف می شوند.

این روش مشابه عملکرد فلوکولانت های گیاهی مختلف است اما بسته به نوع پلیمر به کاررفته روش دیگر یعنی چنگالش یا همان ترکیب یک یون فلزی و یک ملکول یا یون نیز جواب می دهد. آزمایشات بیشتر نشان دهنده نتایج مشابهی با انواع مختلف آب می باشد.

طبیعتا استفاده از جایگزین های گیاهی مزایای زیادی به همراه دارد که یکی از آن ها غیرسمی بودن است. سرینیواسان می گوید: "معمولا اتفاقی که در جداسازی ناخالصی یا آلودگی به ویژه از مواد بر پایه آب می افتد این است که اگر از هر نوع ماده سمی برای این کار استفاده شود، آن ماده در آب باقی خواهد ماند. در صورت تجزیه شدن آن مواد اولیه سمی در محیط آبی رها می شوند که بر روی ارگانیسم های آبی تاثیر خواهند داشت اما در صورت استفاده از جایگزین های گیاهی از آن جایی که پلی ساکاریدهای پلاستیک نیستند، حتی اگر تجزیه نشوند هم مشکلی نخواهد بود. به همین دلیل است که ما فکر می کنیم جایگزین های گیاهی انتخاب های بهتری هستند."

یکی دیگر از مزایای راهکار سرینیواسان این است که نیاز به هیچ گونه تغییر ساختار یا مواد افزودنی نیست که باعث افزایش هر چه بیشتر پایداری این روش می شود. او می گوید: "از هر روشی که تا به حال برای تصفیه پساب ها استفاده می کردید می توایند همان را ادامه دهید؛ تنها کاری که لازم است انجام دهید جایگزین کردن مواد مصنوعی با مواد اولیه پیشنهادی ماست. همین و بس. بنابراین چنانچه فردی مایل به سرمایه گذاری بر روی روش ما باشد باید بداند که زیرساخت ها به همان شکل سابق باقی خواهد ماند."

معایب

هرچند که سرینیواسان عقیده دارد روش پیشنهادی او بدون عیب می باشد اما یک چیز باعث آزارش شده است. او می گوید: "از آن جایی که این یک ماده اولیه جدید است، به بازار آمدن آن اندکی زمان می برد چون همه به مواد اولیه مصنوعی عادت کرده اند. با این حال بعضی از این مواد در حال حاضر به صورت تجاری در دسترس هستند برای مثال صمغ تمر هندی و زغال اخته. تجاری کردن و وارد کردن مواد اولیه جدید به بازار کار دشواری نیست، چیزی که سخت است آگاهی و اشتیاق افراد برای تغییر است."

تاثیرات صنعتی

در حال حاضر تاثیر حقیقی میکروپلاستیک ها آشکار شده است. اکنون متوقف کردن هر فرایند تولیدی در صنایع نساجی و پوشاک که باعث تولید میکروپلاستیک ها می شود، منطقی به نظر می رسد(در یک جهان ایده آل).

سرینیواسان می گوید: "صنایع نساجی یک صنعت بسیار بزرگ و مهم است و بدون شک مدت زمان زیادی باقی خواهد ماند. بنابراین حذف مواد اولیه مصنوعی با اثرات سمی و جایگزین کردن آن با مواد بهتر منطقی است. برای کاهش چشمگیر آلودگی و یا حذف آن نیاز به تصویب و اعمال قوانین سختگیرانه تری می باشد."

با این حال از آن جایی که هر کشور قوانین و مقررات خود را در رابطه با پایداری دارد، حرف زدن در مورد آن آسان تر از عمل کردن است. علاوه بر آن ترندهای مد فصلی است که به برندهای پارچه دیکته می کند که از چه موادی استفاده کنند.

به گفته سرینیواسان روش طولانی مدت کاهش میکروپلاستیک ها در صنعت کاهش تدریجی مصرف آن هاست برای مثال می توان با کاهش 5 تا 10 درصدی شروع کرد. او همچنین استفاده دوباره از یک پلاستیک را پیشنهاد می دهد که خود باعث کاهش تولید پلاستیک و در نهایت کاهش مقدار میکروپلاستیک ها می شود.

قوانین پیش رو برای محدود کردن دسترسی صنایع نساجی و پوشاک به پلی اتیلن ترفتالات به دست آمده از بطری های پلاستیکی نیز احتمالا به کاهش میکروپلاستیک ها کمک خواهد کرد و همچنین به این معناست که تولیدکنندگان باید برای جبران کمبود مواد اولیه به توسعه راهکارهای جدید اقدام کنند.

او اضافه می کند که چندین کشور در جهان موفق به تولید پلاستیک های زیست تجزیه پذیر و یا به عبارتی غیرپلاستیک شده اند که از مواد اولیه مختلفی دقیقا شبیه پلاستیک تشکیل می شود. او استفاده از این مواد را که در حال حاضر در دسترس نیز هستند، توصیه می کند.

برنامه های آینده

در حال حاضر سرینیواسان در حال بررسی حذف سایر آلاینده ها مانند پلی فلورو آلکیل ها با استفاده از فلوکولانت های بر پایه گیاهان نظیر آلوئه ورا می باشد. با این حال ترجیح می دهد ابتدا فناوری استفاده از گیاه بامیه برای حذف میکروپلاستیک ها را وارد بازار کند.

او می گوید: "این فناوری در حال حاضر آماده ورود به بازار می باشد و تنها مانعی که بر سر راه آن وجود دارد تولید انبوه آن است. بنابراین گام بعدی جستجو برای شرکت هایی است که مایل به سرمایه گذاری بر روی آن باشند تا بتوان آن را زودتر به مرحله تولید تجاری رساند."

مرجع:

Cara Dudgeon, “Using plants to remove wastewater microplastics”, WTIN, January 2023