Wpływ procesów dezynfekcji wody na emisję toksycznych substancji z mikroplastików zbadają naukowcy z Politechniki Rzeszowskiej. Efektem ich prac ma być ograniczenie tego zjawiska z wykorzystaniem naturalnych sorbentów.
Systemy uzdatniania wody coraz częściej stają przed wyzwaniami związanymi z obecnością nowych zanieczyszczeń, w tym mikroplastików (MPs), które występują powszechnie w środowisku wodnym. Dotychczasowe badania wykazały, że cząstki MPs mogą uwalniać ze swojej struktury szereg toksycznych dodatków chemicznych, zwłaszcza w wyniku kontaktu z silnymi czynnikami oksydacyjnymi stosowanymi w procesach dezynfekcji wody, takimi jak chlor, ozon czy promieniowanie UV.
Do produkcji tworzyw sztucznych może być używanych ponad 16 tys. różnych substancji, z których jedynie 6% podlega międzynarodowym regulacjom. Składnikami tworzyw sztucznych są substancje pomocnicze, takie jak wypełniacze, stabilizatory, plastyfikatory, barwniki, pigmenty, antystatyki, antyutleniacze, środki zmniejszające palność, które wpływają na właściwości użytkowe tworzyw sztucznych. Substancje te w większości mają szkodliwy wpływ na układ hormonalny i zwiększają ryzyko zaburzeń zdrowotnych takich jak niepłodność, otyłość, nowotwory.
Mimo to nadal brakuje kompleksowych danych na temat wpływu parametrów procesowych i właściwości mikroplastików na emisję zanieczyszczeń z ich struktury. Ogranicza to możliwości projektowania skutecznych metod zapobiegania zanieczyszczeniu wody przeznaczonej do spożycia – przyznaje dr hab. inż. Małgorzata Kida z Katedry Inżynierii i Chemii Środowiska na Wydziale Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury Politechniki Rzeszowskiej.
Jej zespół przystępuje właśnie do realizacji projektu, którego celem ma być analiza wpływu procesów dezynfekcji wody na emisję zanieczyszczeń z mikroplastików, a następnie próba ograniczenia tego zjawiska. Procesy dezynfekcji, będące kluczowym elementem zapewnienia bezpieczeństwa sanitarnego wody, mogą jednocześnie prowadzić do uwalniania tych toksycznych związków oraz powstawania nowych, potencjalnie niebezpiecznych produktów ubocznych dezynfekcji.
W ramach projektu zostaną przeprowadzone badania eksperymentalne, które pozwolą na ocenę wpływu procesów dezynfekcji wody (promieniowanie UV, ozonowanie, chlorowanie) na emisję toksycznych związków z MPs oraz identyfikację powstających produktów ubocznych dezynfekcji. Badania zostaną przeprowadzone z wykorzystaniem różnych typów MPs o zróżnicowanych właściwościach fizykochemicznych i wielkości cząstek. Dodatkowo badacze ocenią skuteczność naturalnych i modyfikowanych sorbentów, ze szczególnym uwzględnieniem magnetytu, w usuwaniu mikroplastików oraz ograniczaniu emisji toksycznych substancji podczas dezynfekcji. Wszystko to w celu zaproponowania alternatywnych metod oczyszczania wody, które umożliwiłyby zarówno fizyczne usunięcie MPs, jak i redukcję emisji szkodliwych substancji z ich struktury.
Zastosowanie tych sorbentów może stanowić innowacyjne i przyjazne środowisku rozwiązanie minimalizujące ryzyko wtórnego zanieczyszczenia wody – przekonuje dr hab. inż. Małgorzata Kida.
Na podstawie wyników eksperymentalnych zostanie opracowany zaawansowany model predykcyjny z wykorzystaniem technik uczenia maszynowego. Pozwoli on na identyfikację kluczowych czynników wpływających na emisję zanieczyszczeń oraz optymalizację parametrów procesów dezynfekcji i sorpcji. Model ma być narzędziem wspierającym projektowanie bezpiecznych i skutecznych procesów uzdatniania wody.
Nasze badania pogłębią wiedzę na temat interakcji między mikroplastikami a procesami uzdatniania wody i dostarczy praktycznych narzędzi do minimalizowania negatywnego wpływu tych zanieczyszczeń na środowisko oraz zdrowie publiczne. Wyniki będą miały istotne znaczenie dla opracowania strategii zarządzania jakością wody przeznaczonej do spożycia w dobie rosnącego zanieczyszczenia środowiska mikroplastikami – zapowiadają naukowcy z Politechniki Rzeszowskiej.
Na realizację trzyletniego projektu Narodowe Centrum Nauki przyznało grant OPUS w wysokości blisko 820 tys. zł.
MK, źródło: PRz, NCN