Forskere ved RMIT University har udviklet et genanvendeligt magnetisk materiale, der fjerner mere end 95 procent af mikroplast og nanoplast fra spildevand på cirka en time. Materialet indfanger også en række andre forurenende stoffer, herunder per- og polyfluoralkylstoffer, tungmetaller og lægemidler. Forskningen, der er offentliggjort i Chemical Engineering Journal, udvider det arbejde, som teamet først rapporterede om i 2022.
Omfanget af mikroplastproblemet er veldokumenteret. Plastpartikler forekommer nu i drikkevand, fødekæder og menneskers blodbaner globalt. Nanoplast, der måler under en mikrometer, har vist sig særligt vanskelige at håndtere i stor skala. Der findes i øjeblikket ingen etableret metode til fjernelse af partikler i den størrelsesorden.
Hvad materialet gør
Adsorbenten fjernede partikler helt ned til 30 nanometer i laboratorietests. Det er et størrelsesområde, som konventionelle filtreringssystemer stort set ikke kan håndtere. Omkring 80 procent af forurenende stoffer forsvandt inden for de første 15 minutter af behandlingen. Den hastighed er vigtig, fordi de fleste kommunale rensningsanlæg opererer med stramme tidscyklusser.
Materialet fungerede på tværs af flere almindelige plasttyper, herunder polyethylen, polypropylen og polyester. Det forblev effektivt i både ferskvand og saltvand. Ud over plast registrerede forskerne stærke fjernelsesrater for kviksølv, krom, kobber, syntetiske farvestoffer og ibuprofen.
Professor Nicky Eshtiaghi fra RMIT beskrev indfangning af nanoplast som et afgørende skridt fremad. "Der er stadig ingen etableret storstilet løsning til at fjerne dem," sagde hun. Førsteforfatter Dr. Muhammad Haris sagde, at materialet var designet specifikt til hurtigt at fjerne mikro- og nanoplast.
Industriel testning og magnetisk genvinding
Holdet testede teknologien i industrielt vaskerispildevand, en betydelig kilde til forurening fra syntetiske fibre. Materialet fjernede mere end 88 procent af polyestermikrofibrene og farvestofferne, på trods af tilstedeværelsen af overfladeaktive stoffer og organisk materiale i vandet. Det er et meningsfuldt resultat. Vaskerispildevand er kemisk komplekst, og mange behandlingsmetoder forringes i ydeevne under disse forhold.
Et prototypesystem, udviklet i samarbejde med One Eye Industries i Canada, viste, at adsorbenten kunne separeres magnetisk fra vand og genvindes hurtigt efter hver brug. Magnetisk genvinding adresserer en central barriere for kommerciel anvendelse. Hvis et materiale ikke kan genvindes og genbruges effektivt, bliver driftsomkostningerne uoverkommelige i stor skala.
Produktionsprocessen er også blevet væsentligt forbedret. Holdet producerer nu materialet ved stuetemperatur med færre dyre input. Forskerne siger, at produktionsomkostningerne er cirka 75 procent lavere end tidligere versioner. Materialet kan genbruges flere gange.
Kommercielle veje og regulatorisk kontekst
RMIT har indledt tidlige kommercielle drøftelser med Fire and Test Australasia, en virksomhed ejet af indfødte med base i Geelong, Victoria. Partnerskabet er rettet mod regnvands- og spildevandsrensning, herunder anvendelser i lokalsamfund. Forskerne arbejder også med Star Water Group, hvis kunder omfatter operatører på det amerikanske marked.
Dette amerikanske fokus bærer en specifik logik. Amerikanske tilsynsmyndigheder har strammet standarderne for både mikroplast og PFAS i de senere år. Efterspørgslen efter avancerede behandlingsmuligheder stiger blandt kommunale og industrielle operatører, der er under pres for at overholde nye grænseværdier. Kombinationen af høj opsamlingsevne og billig magnetisk genvinding giver denne tilgang et plausibelt kommercielt argument i det miljø.
Teknologien har også potentiale i decentraliserede systemer. Mange regioner mangler adgang til storstilet behandlingsinfrastruktur. Et materiale, der virker hurtigt, genvindes rent og kan produceres til lavere omkostninger, kan tjene mindre lokalsamfund og fjerntliggende områder, hvor konventionelle anlæg er upraktiske.
Hvor dette står
De resultater, der indtil videre er offentliggjort, stammer fra laboratorie- og prototypetestning. Overgangen fra laboratoriepræstation til fuldskala kommunal eller industriel implementering involverer et andet sæt tekniske og lovgivningsmæssige udfordringer. Forskerne har erkendt, at kommercielle partnere nu vurderer disse spørgsmål.
Plastforurening og vedvarende kemisk kontaminering overlapper i stigende grad hinanden som følge af bekymringer fra myndigheder og investorer. Forsyningsvirksomheder, tekstilproducenter og industrielle vandbrugere står over for et stigende pres for at demonstrere troværdige behandlingsstrategier. Et materiale, der håndterer mikroplast, nanoplast, tungmetaller og PFAS samtidigt, og gør det inden for behandlingstidsrammer, som operatørerne rent faktisk kan bruge, ville have bred anvendelighed på tværs af sektorer, hvis ydeevnen i felt matcher laboratoriedataene.
