Forskere ved RMIT University har utviklet et gjenbrukbart magnetisk materiale som fjerner mer enn 95 prosent av mikroplast og nanoplast fra avløpsvann på omtrent én time. Materialet fanger også opp en rekke andre forurensninger, inkludert per- og polyfluoralkylstoffer, tungmetaller og legemidler. Forskningen, som er publisert i Chemical Engineering Journal, utvider arbeidet teamet først rapporterte om i 2022.
Omfanget av mikroplastproblemet er godt dokumentert. Plastpartikler finnes nå i drikkevann, næringskjeder og menneskers blodomløp globalt. Nanoplast, som måler under én mikrometer, har vist seg å være spesielt vanskelig å håndtere i stor skala. Det finnes for øyeblikket ingen etablert storskala fjerningsmetode for partikler i det størrelsesområdet.
Hva materialet gjør
Adsorbenten fjernet partikler så små som 30 nanometer i laboratorietester. Det er et størrelsesområde som konvensjonelle filtreringssystemer i stor grad ikke kan håndtere. Rundt 80 prosent av forurensningene ble fjernet i løpet av de første 15 minuttene av behandlingen. Denne hastigheten er viktig fordi de fleste kommunale renseanlegg opererer med stramme tidssykluser.
Materialet fungerte på tvers av flere vanlige plasttyper, inkludert polyetylen, polypropylen og polyester. Det forble effektivt i både ferskvann og saltvann. Utover plast registrerte forskerne sterke fjerningsrater for kvikksølv, krom, kobber, syntetiske fargestoffer og ibuprofen.
Professor Nicky Eshtiaghi ved RMIT beskrev innfanging av nanoplast som et kritisk skritt fremover. «Det finnes fortsatt ingen etablert storskala løsning for å fjerne dem», sa hun. Førsteforfatter Dr. Muhammad Haris sa at materialet var spesielt utviklet for å fjerne mikro- og nanoplast raskt.
Industriell testing og magnetisk gjenvinning
Teamet testet teknologien i industrielt vaskeriavløpsvann, en betydelig kilde til forurensning fra syntetiske fibre. Materialet fjernet mer enn 88 prosent av polyestermikrofibrene og fargestoffene, til tross for tilstedeværelsen av overflateaktive stoffer og organisk materiale i vannet. Det er et meningsfullt resultat. Vaskeriavløpsvann er kjemisk komplekst, og mange behandlingsmetoder forringes i ytelse under disse forholdene.
Et prototypesystem, utviklet sammen med One Eye Industries i Canada, demonstrerte at adsorbenten kunne separeres magnetisk fra vann og gjenvinnes raskt etter hver bruk. Magnetisk gjenvinning adresserer en sentral barriere for kommersiell utrulling. Hvis et materiale ikke kan gjenvinnes og gjenbrukes effektivt, blir driftskostnadene uoverkommelige i stor skala.
Produksjonsprosessen har også blitt betydelig forbedret. Teamet produserer nå materialet ved romtemperatur med færre kostbare innsatsfaktorer. Forskerne sier at produksjonskostnadene er omtrent 75 prosent lavere enn tidligere versjoner. Materialet kan gjenbrukes flere ganger.
Kommersielle veier og regulatorisk kontekst
RMIT har innledet tidlige kommersielle diskusjoner med Fire and Test Australasia, et urfolkseid selskap med base i Geelong, Victoria. Partnerskapet retter seg mot rensing av overvann og avløpsvann, inkludert applikasjoner i lokalsamfunn. Forskerne samarbeider også med Star Water Group, hvis kunder inkluderer operatører i det amerikanske markedet.
Det amerikanske fokuset bærer med seg en spesifikk logikk. Amerikanske regulatorer har strammet inn standardene for både mikroplast og PFAS de siste årene. Etterspørselen etter avanserte behandlingsalternativer øker blant kommunale og industrielle operatører som er under press for å overholde nye grenser. Kombinasjonen av høy fangstkapasitet og rimelig magnetisk gjenvinning gir denne tilnærmingen et plausibelt kommersielt argument i det miljøet.
Teknologien har også potensial i desentraliserte systemer. Mange regioner mangler tilgang til storskala behandlingsinfrastruktur. Et materiale som fungerer raskt, gjenvinnes rent og kan produseres til lavere kostnader, kan tjene mindre lokalsamfunn og avsidesliggende områder der konvensjonelle anlegg er upraktiske.
Hvor dette står
Resultatene som er publisert så langt kommer fra laboratorie- og prototypetesting. Overgangen fra laboratorieytelse til fullskala kommunal eller industriell utplassering innebærer et annet sett med tekniske og regulatoriske utfordringer. Forskerne har erkjent at kommersielle partnere vurderer disse spørsmålene nå.
Plastforurensning og vedvarende kjemisk forurensning overlapper i økende grad hverandre som følge av bekymringer fra regulatorer og investorer. Energiselskaper, tekstilprodusenter og industrielle vannbrukere står overfor økende press for å demonstrere troverdige behandlingsstrategier. Et materiale som håndterer mikroplast, nanoplast, tungmetaller og PFAS samtidig, og gjør det innenfor behandlingstidsrammer som operatører faktisk kan bruke, vil ha bred anvendelighet på tvers av sektorer hvis ytelsen i felt samsvarer med laboratoriedataene.
