Bột từ tính chuyên dụng loại bỏ vi nhựa trong nước uống hiệu quả

Chúng tôi đã thử nghiệm bột từ tính chuyên dụng để loại bỏ vi nhựa khỏi nước uống: Câu trả lời là có

Microplastics là những mảnh vụn vi nhựa từ các sản phẩm lớn hơn phân hủy hoặc từ các nguồn như quần áo tổng hợp và bao bì. Chúng hiện diện khắp nơi, với khoảng 51 nghìn tỷ hạt trôi nổi trên bề mặt nước thế giới, và đã được tìm thấy ở mức thấp trong nước máy của Nam Phi.

Điều này đáng lo ngại vì vi nhựa có thể mang theo hóa chất độc hại và vi khuẩn, bị cá và động vật hoang dã ăn phải, và cuối cùng có thể tích tụ trong cơ thể con người.

Chúng tôi, các nhà khoa học ngành nước, đã khảo sát hai loại "bột làm sạch từ tính" – vật liệu nanocomposite từ tính – có thể bám vào vi nhựa trong nước. Khi bột và vi nhựa kết dính, một nam châm mạnh có thể kéo cụm bột–nhựa ra, để lại nước sạch hơn.

Trên toàn cầu, nhiều phương pháp thu bắt vi nhựa đã được thử nghiệm, nhưng nghiên cứu của chúng tôi là một trong số ít chứng minh hiệu quả của nanocomposite từ tính không chỉ trong phòng thí nghiệm mà còn với mẫu nước thực tế, bao gồm nước thải thành phố và nước uống.

Hiệu quả của bột hoạt động như thế nào?

• Trong nước tinh khiết, bột loại bỏ đến 96% vi nhựa polyethylene và 92% vi nhựa polystyrene.
• Trong nước uống, hiệu suất đạt khoảng 94%, và trong nước thải sau xử lý là 92%.
• Vi kích thước nhỏ (hàng trăm micrômét) dễ bám vào bột vì diện tích bề mặt lớn hơn; hạt lớn (3–5 mm) ít bị loại bỏ do khó trộn và diện tích tiếp xúc hạn chế.

Bột được thiết kế có bề mặt tĩnh điện đối lập với vi nhựa, tạo ra lực hút và kết dính tự nhiên. Sau khi nam châm 250kg kéo cụm bột–nhựa ra, chúng được rửa, lọc, sấy khô và cân để xác định lượng vi nhựa đã loại bỏ. Bột sau đó được tái sinh và dùng lại, nhựa được xử lý an toàn.

Tái sử dụng và độ an toàn

• Sau ba lần sử dụng, bột vẫn giữ được 80% công suất, giúp tiết kiệm chi phí.
• Chi phí xử lý 1.000 lít nước khoảng 41 USD, so sánh cạnh tranh với các công nghệ hiện có.
• Thử nghiệm trên cây trồng cho thấy độ độc tính tối thiểu hoặc không có, khẳng định tính thân thiện với môi trường.

Ý nghĩa cho hộ gia đình và thành phố

• Trong ngắn hạn, bột từ tính có thể tích hợp vào lõi lọc nhỏ gọn gắn với hệ thống nước gia đình hoặc cộng đồng.
• Trên quy mô lớn, giải pháp này phù hợp với các khu vực hạn chế tài nguyên, nơi hệ thống lọc cao cấp quá đắt đỏ hoặc không khả thi.
• Hướng phát triển tiếp theo là mở rộng quy mô, thử nghiệm đa dạng điều kiện nguồn nước và thiết kế thiết bị đơn giản, giá phải chăng cho hộ gia đình và nhà máy xử lý.

Tóm lại, bột nanocomposite từ tính chuyên dụng mở ra hướng tiếp cận thực tế, tiết kiệm và thân thiện với môi trường để giải quyết ô nhiễm vi nhựa trong nước.

Credit: Unsplash/CC0 Public Domain