В Институте науки и технологий Государственного университета Сан-Паулу проведено перспективное исследование, показавшее эффективность растений моринга (Moringa oleifera), известной также как белая акация, для избавления воды от микропластика. Научное сообщество проявляет возросший интерес к устойчивым, экологически безопасным методам водоочистки, и работа бразильских ученых открывает новые возможности в такой важной сфере.
Моринга: уникальное растение с большим потенциалом
Моринга произошла из Индии и широко распространилась по тропикам. Листья и семена этого растения обладают высокой пищевой ценностью, применяются в кулинарии, медицине и даже водоочистке. Последние годы ученые активно экспериментируют с семенами моринги, чтобы природными методами снизить загрязнение питьевой воды.
Разработка метода коагуляции с использованием моринги
В опытах применялся соляной экстракт семян моринги, действие которого сравнивали с промышленным сульфатом алюминия — стандартным коагулянтом на водоочистных комплексах для удаления твердых загрязнителей, включая микропластик. Исследователь Габриэль Батиста отметил, что в условиях более высоких значений pH экстракт растений превосходил по эффективности традиционные реагенты, вызывая коагуляцию примесей даже быстрее обычных химикатов.
Экономическая выгода метода особенно ощутима для сельских поселений и небольших сообществ: благодаря распространенности растения белая акация и простоте приготовления экстракта, затраты на очистку воды существенно снижаются по сравнению с синтетическими реагентами.
Новые подходы к фильтрации и процессу очистки воды
Технология была протестирована в экспериментах поточной фильтрации, то есть вода коагулируется и проходит песчаный фильтр, что оптимально при невысокой мутности жидкости. Этот способ не требует сложной подготовки, делая его отличным решением для небольших хозяйств и экосистем, где промышленная очистка невозможна или слишком затратна.
В основе этого процесса — коагуляция, необходимая для удаления отрицательно заряженных частиц микропластика, которые иначе отталкиваются друг от друга, оставаясь во взвешенном состоянии. Моринга и стандартный сульфат алюминия нейтрализуют заряд, позволяя загрязнителям соединяться и легко фильтроваться песком.
Изучение эффективности на примере микропластика из ПВХ
Особое внимание уделялось очистке воды от микропластика, состоящего из поливинилхлорида (ПВХ) — широко распространенного и опасного для здоровья пластика с выраженным канцерогенным и мутагенным потенциалом. ПВХ встречается не только в промышленных выбросах, но и в бытовых отходах, загрязняя даже обработанную воду. Ученые искусственно состарили частицы ПВХ с помощью ультрафиолетового излучения, чтобы приблизить лабораторные условия к реальным сценариям старения пластиковой пыли в природе.
Используя аппарат Jar Test, исследователи смоделировали процессы коагуляции и фильтрации в миниатюре. Концентрации и размеры микропластика, удаленного с помощью моринги и сульфата алюминия, контролировались с применением сканирующей электронной микроскопии, высокоскоростных камер и лазерных лучей. Результаты показали сопоставимую эффективность обоих методов в удалении микропластика при сохранении хороших характеристик очистки.
Эксперименты с природной водой и перспективы масштабирования
Дополнительно команда Габриэля Батисты и коллег обследовала воду из реки Параиба-ду-Сул, питающей крупный город Сан-Жозе-дус-Кампус. На этой природной воде удалось подтвердить успех моринги как перспективного чистящего агента. Оказалось, что экстракты семян растения справляются с расчетной степенью очистки, сохраняя стабильность и результативность даже на загрязненных притоках.
Важно, что моринга подходит как для фильтрации относительно чистой, так и умеренно загрязненной воды. Такой универсализм дает широчайшие перспективы для внедрения методов на бытовых фильтрах, сельских станциях и мобильных очистных системах, что особенно актуально для удаленных регионов с ограниченным доступом к промышленной химии.
Экологическая безопасность и поиск натуральных заменителей
С ростом опасений насчет традиционных коагулянтов на основе алюминия и железа, которые не разлагаются природным путем, обладают остаточной токсичностью и способны вызывать негативные последствия для здоровья, многие специалисты по водоснабжению и экологи акцентируют внимание на максимально экологичных альтернативах. Именно по этой причине интерес к моринге и подобным растительным решениям растет во всем мире. В долгосрочной перспективе такие природные технологии помогут не только снизить финансовую нагрузку, но и минимизировать опасность для человека и окружающей среды.
Эксперименты научной группы из Сан-Паулу вдохновляют на поиск дальнейших путей оптимизации очистных установок, а также на внедрение биологических средств коагуляции и фильтрации в регионах с разным уровнем загрязнения воды. Природные ресурсы, такие как моринга, показывают, что эффективная борьба с микропластиком и тяжелыми загрязнителями возможна без негативного воздействия на здоровье и экосистемы, а синергия научного подхода и природных средств открывает новую эру в водоочистке.
Ученые с оптимизмом смотрят в будущее, подчеркивая преимущества таких безопасных и доступных технологий. Моринга и другие растения могут стать ключом к качественной воде без микропластика для миллионов людей по всему миру.
Источник: scientificrussia.ru
