Nanášení plastového znečištění | Populární věda

Tento článek byl původně uveden na časopis Hakai, online publikace o vědě a společnosti v pobřežních ekosystémech. Přečtěte si více takových příběhů na hakaimagazine.com.

Houby. Je něco, co neumí? Po tisíciletí lidé používali sušené přírodní houby k čištění, k malování a jako nádoby ke konzumaci tekutin, jako je voda nebo med; dokonce jsme je používali jako antikoncepční prostředky. Ať už syntetické nebo přírodní, houbičky jsou skvělé v zachycení drobných částeček v jejich mnoha pórech. A jak vědci z celého světa začínají ukazovat, formy s dutinami vyplněnými houbami znamenají, že by mohly poskytnout řešení jedné z největších pohrom naší éry: znečištění mikroplasty.

V srpnu vědci v Číně zveřejnili studii popisující jejich vývoj syntetické houby, která dělá krátkou práci mikroskopických plastových úlomků. V testech vědci ukazují, že když se speciálně připravený roztok naplněný plastem protlačí jednou z jejich houby, houba dokáže z kapaliny odstranit jak mikroplasty, tak ještě menší nanoplasty. Tyto částice se typicky zachytí v mnoha pórech houby. Ačkoli se účinnost houby v experimentech lišila, částečně v závislosti na koncentraci plastu a kyselosti a slanosti kapaliny, optimální podmínky umožnily výzkumníkům odstranit až 90 procent mikroplastů. Vyzkoušeli to ve všem, od vody z kohoutku a mořské vody až po – proč ne – polévku z místního jídla s sebou.

Plastové hltací houby jsou vyrobeny převážně ze škrobu a želatiny. Biologicky odbouratelné houby vypadají trochu jako velké bílé marshmallows a jsou tak lehké, že když vyvážíte jednu na vrchol květiny, okvětní lístky rostliny zůstanou vzpřímené a nepoddajné, což by podle výzkumníků mělo být levné a snadno se přepravují. Uvnitř se struktura houby jeví méně jako spousta drobných bublinovitých dutin a spíše jako zubatý povrch.

Podle Guoqing Wanga, materiálového chemika na Ocean University of China a spoluautora článku, je složení houby nastavitelné. Vyladěním teploty při smíchání dvou sloučenin, říká, mohou být houby více či méně porézní. To ovlivňuje velikost shromážděných částic – vysoce porézní houby mají spoustu velmi malých pórů, což je dobré pro zachycení velmi malých částic.

Houby, pokud byly někdy vyráběny v průmyslovém měřítku, říká Wang, by mohly být použity v čistírnách odpadních vod k filtrování mikroplastů z vody nebo v zařízeních na výrobu potravin k dekontaminaci vody.

Bylo by také možné použít houby zachycující mikroplasty, jako je tato, v pračkách, navrhuje Christian Adlhart, chemik z Curyšské univerzity aplikovaných věd ve Švýcarsku, který také experimentoval s vytvořením houbových filtrů pro sběr mikroplastů. Některé mikroplasty se dostávají do vodních toků poté, co je uvolňují syntetické tkaniny, když se s nimi při praní krouží. „Do bubnu byste mohli umístit takovou houbu,“ říká Adlhart. „Myslím, že by absorboval velkou část vláken.“

Houby jako tato fungují díky dvojici mechanismů, dodává. Je-li voda aktivně hnána skrz jednu houbu, například když je stlačována a uvolňována, mikroplastové částice se zachycují uvnitř pórů houby jako sbírání kuliček do kbelíků. Ale i když houba jednoduše plave ve stojaté vodě, elektrostatické interakce znamenají, že na ní ulpívají některé částice plastu.

Potenciální přijetí houby má však škytavku. Jedním z nich, říká Adlhart, je, že škrob a želatina jsou důležité pro potravinářský průmysl, což znamená, že by v budoucnu mohla existovat konkurence o klíčové složky. Podobné houby však mohou být vyrobeny z různých materiálů. Verze, kterou Adlhart a jeho kolegové vyvinuli, například používá chitosan – cukr získaný z krunýřů korýšů – k zajištění struktury houby. Chitosan není široce komerčně využíván, říká Adlhart, takže by nečelil stejné konkurenci.

Adlhart říká, že jeho design houby, který zahrnuje spřádání matrice chitosanových nanovláken, byl inspirován filtrační aktivitou ústřic, které zachycují částice ve svých žábrách, když jimi pumpují mořskou vodu.

Chitosan, škrob a želatina jsou biologicky odbouratelné. Proces vyvinutý Wangem a jeho kolegy k výrobě jejich houby však používá formaldehyd, vysoce toxickou sloučeninu, a v houbách samotných byly jeho stopy. Wang říká, že pracují na tom, aby přišli s alternativou, aby mohli vyrobit houbu zcela šetrnou k životnímu prostředí.

Anett Georgi, chemička z Helmholtzova centra pro výzkum životního prostředí v Německu, která se na výzkumu nepodílela, říká, že pokud jde o čištění mikroplastického znečištění v oceánu, klíčem je zastavit tok. Měli bychom začít tím, že se zaměříme na čistírny odpadních vod, které ještě nevyužívají technologie, které již existují – jako jsou filtry vyrobené z písku nebo aktivního uhlí – k odstraňování plastů.

To je něco, co by se dalo rychle realizovat, říká Georgi: „Nemusíme čekat na bláznivý materiál.“ Ale pro aplikace v menším měřítku, jako je odstraňování mikroplastů z domácích zásob vody, by nové houbové filtry mohly být užitečné, navrhuje Georgi.

Co stále chybí, říká Alice Hortonová z Národního oceánografického centra Spojeného království, je důkazem toho, že kterákoli z těchto novějších technologií na bázi houby může být nákladově efektivní a úspěšná při odstraňování mikroplastů z vody ve velkém měřítku. Jednou věcí, kterou si je ale jistá, je, že snahy o odstranění mikroplastů poté, co se již dostaly do oceánu, jsou pravděpodobně odsouzeny k nezdaru.

„Nemyslím si, že bychom mohli udělat něco v dostatečně velkém měřítku, co by mělo nějaký dopad,“ říká o tom. „V první řadě musíme zabránit tomu, aby se tam dostalo.“

Tento článek se poprvé objevil v Hakai Magazine a je zde se svolením znovu publikován.