Очистка водной среды от микропластика

Пластиковое загрязнение представлено множеством форм, одной из которых является «микропластик». В настоящее время этот термин означает частицы синтетических полимеров

Информационные технологии в науке, образовании и управлении или сополимеров (пластика), размером от нм до   5 мм. Эти частицы состоят из твердых материалов, нерастворимы в воде и неразлагаемы.

Микропластик, загрязняющий природные воды, можно   разделить на две подгруппы. К  первой подгруппе  относятся  микроскопические частички промышленного производства - от гранул, предназначенных для производства пластмасс  до сферических или аморфных частиц синтетических полимеров, которые используются при производстве лечебных, гигиенических и  косметических средств (загустители, регуляторы вязкости, пленкообразователи, скрабы, матрицы для доставки активных ингредиентов и т.п.). (таблица). Ко  второй группе – текстильные микроволокна, абразивные материалы лакокрасочной промышленности и фрагменты более крупных пластиковых предметов. Значительную часть их составляют упаковка и одноразовые изделия (все, что будет использовано и выброшено в течение одного года – пластиковая посуда, бутылки, контейнеры для еды), включая «биоразлагаемые» полимеры.

Ежегодное поступление микропластика в  Балтийское море оценивается в 130 т., установки по очищению сточных вод проходят до 10-30% частиц, которые при этом  смешиваются с различными химическими загрязнителями и микробами. Частицы неразлагаемых полимеров  попадают в неочищенные сточные воды или в осадок сточных вод, используемый в качестве удобрения в сельском хозяйстве, превращаются в захороненные твердые отходы или попадают в воды Мирового океана.

Меры борьбы с пластиковым загрязнением, известные на настоящий момент – ограничение производства одноразовых пластиковых предметов, максимальная замена их биодеградируемыми полимерами,  получаемыми  из окружающей среды,  раздельный сбор и переработка мусора.

Частицы микропластика обнаруживаются в организмах до 90% обследованных людей, при этом характер наносимых ими повреждений не установлен;  указывают обычно возможные накопление в легких, закупорку сосудов, тромбообразование, канцерогенный эффект. Соответственно, не регламентирован и уровень загрязнения (ПДК).  Показано, что в  водной среде частицы микропластика легко колонизируются бактериями и  захватывают различные виды загрязнителей. Эти частицы накапливаются главным образом в поверхностном слое воды, частично обнаруживаются и в донном осадке.

Для повышения эффективности очистки вод от микропластика является связывние взвешенных в водной среде  мелких частиц полимерами с образованием рыхлых хлопьевидных скоплений -  флокул. Биофлокулянты представляют сбой полимеры биологического происхождения, к их числу относятся крахмал, полиальгинаты, лигносульфоновые и гуминовые кислоты, хитозан, а также биомасса клеток микроорганизмов или продукты их метаболизма. В качестве хлопьеобразователей-бофлокулянтов могут быть использованы бактериальные полисахариды или продукты гидролиза биомассы микроорганизмов.

Другим вариантом может быть доочистка сточных вод иммобилизованными культурами микроводорослей и цианобактерий. Такие культуры содержат значительное количество полисахаридов и характеризуются сниженной скоростью роста  и фотосинтеза при сохранении высокой скорости  метаболизма . Варианты иммобилизации  - синтетическое волокно, гранулы геля или биопленка, нарастающая на искусственном носителе - дисковый фильтр.

Осадок, содержащий флокулы и/или избыточную биомассу может использоваться для производства грунтов и удобрений. В данном случае речь идет не о сельском хозяйстве, а о городском озеленении или рекультивации свалок и карьеров: данных о том, что частицы микропластика оказывают отрицательное влияние на высшие растения нет .