Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Wzbogać złotem swoje otoczenie
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Tworzywa sztuczne to jedno z największych zagrożeń dla środowiska naturalnego. Tymczasem recykling plastiku to wielka porażka. Ludzkość poddaje recyklingowi jedynie 9% wytwarzanego przez siebie plastiku. Jakby tego było mało, autorzy najnowszych badań informują, że techniki wykorzystywane w przetwórstwie tworzyw sztucznych... zwiększają zanieczyszczenie środowiska mikroplastikiem. Do takich wniosków doszli naukowcy z University of Strathclyde w Szkocji i Dalhousie University w Kanadzie, którzy badali wodę wykorzystywaną do czyszczenia plastiku w zakładach przetwórstwa.
Globalna produkcja plastiku szybko rośnie. Tylko w latach 2018–2020 zwiększyła się ona z 359 do 367 milionów ton rocznie. Miliony ludzi na całym świecie segregują plastik we własnych domach. W znacznej części i tak trafia on jednak na wysypisko. A teraz dowiadujemy się, że ta niewielka część, która poddawana jest recyklingowi, sprawia jeszcze większe problemy. Wynikają one z tego, że plastik przed recyklingiem należy wymyć. Później tworzywo jest mielone i przetapiane na pelet.
Szkocko-kanadyjski zespół naukowy przyjrzał się procesowi recyklingu plastiku w supernowoczesnym zakładzie przetwórstwa w Wielkiej Brytanii, który co roku przyjmuje 22 680 ton zmieszanych odpadów z tworzyw sztucznych. Plastikowe odpady są myte w zakładzie czterokrotnie. Uczeni przyjrzeli się więc wodzie po każdym z tych cykli mycia, badając, ile pozostaje w niej mikroplastiku.
Okazało się, że mikroplastik obecny był w wodzie po każdym cyklu mycia. W badanym zakładzie, przez pewien czas po rozpoczęciu pracy, nie było systemu filtrowania wody spuszczanej do kanalizacji ściekowej. Dlatego też naukowcy mogli zbadać efektywność systemu filtrującego oraz dać nam wyobrażenie, jak bardzo zanieczyszczają środowisko zakłady wyposażone w w filtry oraz ich nie posiadające.
Okazało się, że filtry o około 50% zmniejszały zawartość mikroplastiku w wodzie. Mimo to z szacunków wynika, że nawet po pełnym cyklu filtrowania do środowiska może trafiać tylko z tego badanego zakładu od 4 do 1366 ton mikroplastiku rocznie, a zatem do 5% przetwarzanej masy. Co gorsza, filtry dość skutecznie wyłapują większe kawałki mikroplastiku, słabo zaś radzą sobie z tymi najmniejszymi. A to one z największą łatwością przenikają w głąb organizmów żywych.
Mikroplastik wykryto już w ludzkich jelitach, krwi, naczyniach krwionośnych, płucach, łożysku i mleku matki. Znaleziono go w każdej tkance ludzkiego organizmu, w jakiej go poszukiwano. Nie znamy zagrożeń, jakie dla człowieka niesie zanieczyszczenie organizmu plastikiem. Nie jest on jednak obojętny. Ostatnio naukowcy opisali nową jednostkę chorobową u ptaków – plastikozę. Nie ma więc gwarancji, że i u ludzi mikroplastik nie wywołuje chorób.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Niejednokrotnie słyszeliśmy o plastiku trafiającym do oceanów oraz pomysłach na jego usunięcie. Musimy jednak pamiętać, że plastikiem zanieczyściliśmy nie tylko wody na całym świecie. Nowe badania pokazuje, że zagęszczenie nanoplastiku w powietrzu jest znacznie większe niż dotychczas sądzono.
Dominik Brunner ze Szwajcarskich Federalnych Laboratoriów Wiedzy Materiałowej i Technologii (Empa) oraz badacze z Uniwersytetu w Utrechcie i Austriackiego Centralnego Instytutu Meteorologii i Geofizyki postanowili zbadać, jak wiele nanoplastiku opada na ziemię z atmosfery. Uzyskane wyniki zaskoczyły badaczy.
Z ich pomiarów wynika bowiem, że niektóre fragmenty nanoplastiku mogą być niesione przez powietrze nawet na odległość 2000 kilometrów, na każdego roku na teren Szwajcarii opada około 43 bilionów (!) miniaturowych fragmentów plastiku. To zaś może oznaczać, że w powietrza na Szwajcarię, od centrów miast po odległe alpejskie doliny, każdego roku spada 3000 ton plastikowych odpadów.
To bardzo wysokie szacunki, wyższe niż uzyskane przez innych naukowców, dlatego potrzebne są kolejne badania. Tym bardziej, że problem nanoplastiku rozprzestrzeniającego się w powietrzu jest w ogóle bardzo słabo rozpoznany. Tymczasem badania Brunnera, pomimo szokujących wyników, są najdokładniejszymi tego typu pracami na świecie. Szwajcarski uczony i jego holendersko-austriacki zespół opracowali nową metodę oceny zanieczyszczenia plastikiem, w której użyli spektrometru mas.
Na miejsce badań naukowcy wybrali szczyt góry Hoher Sonnenblick w Parku Narodowym Hohe Tauern w Austrii. To niewielki obszar położony na wysokości 3106 metrów n.p.m. Od 1886 roku znajduje się tam obserwatorium Centralnego Instytutu Meteorologii i Geodynamiki. Od czasu rozpoczęcia tutaj badań naukowych obserwatorium było nieczynne jedynie przez 4 dni.
Naukowcy codziennie o tej samej porze przez 38 dni pobierali próbki śniegu z tego samego obszaru. Zawartość próbek była następnie badana, a dzięki danym meteorologicznym można było określić, skąd wiatr przyniósł plastik. Naukowcy wykazali, że największa emisja nanoplastiku ma miejsce w gęsto zaludnionych obszarach miejskich. Około 30% zanieczyszczeń plastikiem trafiało na górski szczyt ze źródeł znajdujących się w promieniu 200 kilometrów, głównie z miast. Jednak wszystko wskazuje na to, że alpejskie szczyty są też zanieczyszczane plastikiem, który jest unoszony przez wiatr z powierzchni oceanu. Około 10% plastiku pochodziło z odległości ponad 2000 kilometrów, źródłem części był Atlantyk.
Oprócz plastiku w śniegu zidentyfikowano wiele innych zanieczyszczeń, od saharyskiego piasku po fragmenty okładzin hamulcowych z samochodów. To zanieczyszczenia, którymi oddychamy, które trafiają do naszych organizmów. Obecnie nie jest jasne, czy zanieczyszczenie mikro- i nanoplastikiem jest szkodliwe dla zdrowia. Warto jednak podkreślić, że nanoplastik jest na tyle mały, że trafia głęboko do płuc, a jest na tyle mały, że może z nich przedostać się do krwi.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Niewiele związków jest dziś równie istotnych dla przemysłu i medycyny co ditlenek tytanu. Mimo różnorodności i popularności zastosowań, część zagadnień związanych z budową powierzchni materiałów tworzonych z tego związku i zachodzącymi w niej procesami wciąż pozostaje niejasnych. Niektóre ze swoich tajemnic ditlenek tytanu właśnie odsłonił przed naukowcami z Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk. W swoich badaniach po raz pierwszy wykorzystali oni synchrotron SOLARIS.
W wielu reakcjach chemicznych ditlenek tytanu (TiO2) pojawia się w roli katalizatora. Jako pigment występuje w tworzywach sztucznych, farbach czy kosmetykach, z kolei w medycznych implantach gwarantuje ich wysoką biokompatybilność. Ditlenek tytanu jest dziś praktycznie wszechobecny, co wcale nie oznacza, że ludzkość poznała już jego wszystkie właściwości. Realizująca projekt badawczy na synchrotronie SOLARIS grupa naukowców z Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk (IFJ PAN) w Krakowie, kierowana przez dr. hab. Jakuba Szlachetkę, zdołała rzucić nieco światła na szczegóły procesów utleniania zewnętrznych warstw próbek tytanowych oraz związane z nimi zmiany w strukturze elektronowej tego materiału. Badania ditlenku tytanu zainaugurowały obecność naukowców IFJ PAN w programach badawczych realizowanych na synchrotronie SOLARIS. Urządzenie, działające w ramach Narodowego Centrum Promieniowania Synchrotronowego, jest zlokalizowane w Krakowie na terenie kampusu 600-lecia Uniwersytetu Jagiellońskiego.
Promieniowanie synchrotronowe odkryto w 1947 roku, gdy w firmie General Electric uruchomiono akcelerator, który za pomocą magnesów zakrzywiał tor ruchu przyspieszanych elektronów. Cząstki zaczynały wtedy chaotycznie emitować światło, traciły więc energię – a przecież miały ją zyskiwać! Promieniowanie synchrotronowe uznano zatem za efekt niepożądany. Dopiero dzięki kolejnym generacjom źródeł promieniowania synchrotronowego osiągnięto większe natężenia i lepszą jakość wiązek emitowanego światła, w tym wysoką powtarzalność impulsów o praktycznie zawsze takich samych cechach.
Synchrotron SOLARIS, największe i najnowocześniejsze urządzenie tego typu w Europie Środkowej, składa się z dwóch głównych części. Pierwszą tworzy liniowy akcelerator elektronów o długości 40 m. Cząstki zyskują tu energię 600 megaelektronowoltów, po czym trafiają do drugiej części aparatury: do wnętrza pierścienia akumulacyjnego o obwodzie 96 m, gdzie na ich drodze umieszczono magnesy zakrzywiające oraz wigglery i undulatory. Te ostatnie to zespoły naprzemiennie zorientowanych magnesów, wewnątrz których tor ruchu elektronów zaczyna przypominać kształtem sinusoidę. To właśnie wtedy "zataczające się" elektrony emitują promieniowanie synchrotronowe, kierowane do odpowiednich stacji końcowych z aparaturą pomiarową. Fale elektromagnetyczne wytwarzane przez SOLARIS są klasyfikowane jako miękkie promieniowanie rentgenowskie.
Unikatowe cechy promieniowania synchrotronowego znajdują wiele zastosowań: pomagają w pracach nad nowymi materiałami, śledzeniu przebiegu reakcji chemicznych, pozwalają prowadzić doświadczenia przydatne dla rozwoju nanotechnologii, mikrobiologii, medycyny, farmakologii i wielu innych dziedzin nauki i techniki.
Badania na synchrotronie SOLARIS otwierają zupełnie nowe możliwości, nic dziwnego, że o czas pomiarowy aplikuje tu wiele zespołów naukowych z kraju i świata. Choć nasz instytut – podobnie jak synchrotron SOLARIS – mieści się w Krakowie, jak wszyscy rywalizowaliśmy jakością proponowanych badań o czas pracy na odpowiedniej stacji pomiarowej - mówi prof. dr hab. Wojciech M. Kwiatek, kierownik Oddziału Badań Interdyscyplinarnych w IFJ PAN i jednocześnie Prezes Polskiego Towarzystwa Promieniowania Synchrotronowego. Prof. Kwiatek zauważa, że w dobie ograniczeń w podróżowaniu, wynikających z rozwoju pandemii, możliwość prowadzenia zaawansowanych badań fizycznych praktycznie na miejscu jest ogromną zaletą.
Swoje najnowsze pomiary, współfinansowane ze środków Narodowego Centrum Nauki, naukowcy z IFJ PAN przeprowadzili na stacji badawczej XAS krakowskiego synchrotronu. Rejestrowano tu, w jaki sposób promieniowanie rentgenowskie jest pochłaniane przez warstwy powierzchniowe próbek tytanowych, wcześniej wytworzonych w Instytucie w starannie kontrolowanych warunkach.
Skoncentrowaliśmy się na obserwacjach zmian struktury elektronowej powierzchniowych warstw próbek w zależności od zmian temperatury i postępu procesu utleniania. W tym celu wygrzaliśmy w różnych temperaturach i w atmosferze otoczenia dyski tytanowe, które po przetransportowaniu do stacji badawczej synchrotronu naświetlaliśmy wiązką promieniowania synchrotronowego, czyli promieniowaniem rentgenowskim. Ponieważ właściwości promieniowania synchrotronowego są doskonale znane, mogliśmy za jego pomocą precyzyjnie określić strukturę nieobsadzonych stanów elektronowych atomów tytanu i na tej podstawie wnioskować o zmianach w strukturze samego materiału - mówi doktorantka Klaudia Wojtaszek (IFJ PAN), pierwsza autorka artykułu opublikowanego w czasopiśmie Journal of Physical Chemistry A.
Ditlenek tytanu występuje w trzech odmianach polimorficznych, charakteryzujących się różną budową krystalograficzną. Najpopularniejszą jest rutyl, jako minerał występujący pospolicie w wielu skałach (pozostałe odmiany to anataz i brukit). Badania na synchrotronie SOLARIS pozwoliły krakowskim fizykom precyzyjnie odtworzyć proces formowania się fazy rutylowej. Okazało się, że powstaje ona w niższych temperaturach niż sądzono do tej pory.
Nasze badania mają charakter podstawowy, dostarczają fundamentalnej wiedzy o strukturze materiału. Struktura ta ma jednak ścisły związek z właściwościami fizykochemicznymi powierzchni ditlenku tytanu. Potencjalnie nasze wyniki mogą więc znaleźć zastosowanie na przykład przy optymalizowaniu właściwości powierzchniowych implantów medycznych - podsumowuje dr Anna Wach (IFJ PAN), która była odpowiedzialna za wykonanie eksperymentu na synchrotronie SOLARIS.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ilość plastiku nanoszona na plaże na odległych wyspach Południowego Atlantyku jest obecnie 10-krotnie większa niż przed dekadą, czytamy w Current Biology. Naukowcy sprawdzili, ile plastiku znajduje się w morzach otaczających odległe części brytyjskich terytoriów zamorskich. W badaniach uwzględniono również obszary na których istnieją lub są proponowane rezerwaty morskie.
Po raz pierwszy w historii badania wykazały, że zanieczyszczenie plastikiem plaż na odległych wyspach Południowego Atlantyku jest niemal takie same, jak na uprzemysłowionych obszarach wybrzeży Północnego Atlantyku.
Grupa naukowców z 10 różnych organizacji odbyła w latach 2013–2018 cztery wyprawy badawcze na pokładzie statku RRS James Clark Ross. Naukowcy badali powierzchnię wody, kolumnę wody, dno morskie, plaże i zwierzęta należące do 26 gatunków.
Zauważono znaczący wzrost ilości plastiku na wszystkich badanych obszarach. Na plażach plastik stanowi ponad 90% wyrzucanych przez morze szczątków, a jego ilość znajduje się na rekordowo wysokim poziomie.
Przed trzema dekadami wyspy te, należące do najbardziej odległych miejsc na planecie, były niemal dziewicze. W tym czasie ilość znajdowanych tam plastikowych śmieci wzrosła 100-krotnie. Plastik jest tak powszechny, że dotarł na dno oceanu. Znaleźliśmy go w całym łańcuchu pokarmowym, od planktonu po drapieżne ptaki morskie, mówi główny autor badań doktor David Barnes z British Antarctic Survey.
Największą koncentrację plastiku stwierdzono na plażach. W 2018 roku na każdy metr wybrzeża Falklandów Wschodnich i Świętej Heleny przypadało do 300 fragmentów plastiku – to 10-krotnie więcej niż przed dekadą. Zrozumienie skali problemu to pierwszy krok w kierunku wspomożenia biznesu, przemysłu i społeczeństwa w poradzeniu sobie z tym problemem, dodaje Barnes.
Plastikowe śmieci zabijają każdego roku 100 milionów zwierząt morskich. Giną one zaplątane w plastik, zatrute plastikiem i wskutek zatkania przewodu pokarmowego przez połknięty plastik. Dla odległych wysp, o unikatowym ekosystemie, poważnym problemem jest też fakt, że na plastikowych odpadach mogą na nie przybywać gatunki inwazyjne. A najnowsze badania pokazują, że zanieczyszczenie plastikiem to nie tylko problem obszarów uprzemysłowionych, ale dotyka on nawet najbardziej odległych obszarów planety, które jeszcze mają dobrze zachowaną bioróżnorodność.
Te wyspy i ocean wokół nich to strażnicy zdrowia naszej planety. Pękają nam serca gdy widzimy albatrosy połykające plastik na pustkowiach tysiące kilometrów od ludzkich siedzib. To potężny dzwonek alarmowy. Jeśli nic z tym nie zrobimy, zagrożone będą nie tylko różne gatunki zwierząt, ale załamie się cały ekosystem, od którego zależy przetrwanie wielu społeczności ludzkich, mówi biolog Andy Schofield z Królewskiego Towarzystwa Ochrony Ptaków.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Janice Brahney, biogeochemik z Utah State University chciała zbadać, jak wiatr roznosi składniki odżywcze w ekosystemie. Przez przypadek wykazała, jak bardzo zaśmieciliśmy planetę plastikiem. Okazało się, że amerykańskie parki narodowe, a więc obszary szczególnie chronione, oraz odległe niedostępne dzikie tereny są dosłownie zasypywane plastikowym pyłem. Każdego roku spada na nie ponad 1000 ton pyłu z tworzyw sztucznych.
Ten mikroplastik pochodzi z ubrań, dywanów, a nawet farby w sprayu. Około 25% z tych odpadów ma swoje źródło w najbliższych miastach, reszta wędruje z wiatrem z dalszych okolic.
W celu przeprowadzenia badań Brahney i jej zespół nawiązali współpracę z National Atmospheric Deposition Program i zbierali próbki pyłów ze stacji pogodowych, zbierających głównie informacje o opadach. Stacje NADP znajdują się najczęściej w odległych regionach kraju. Brahey zaczęła badać próbki z 11 stacji na zachodzie USA, w tym z Wielkiego Kanionu i Joshua Tree National Park. Oglądając je pod mikroskopem stwierdziła liczne fragmenty w jaskrawych kolorach. Zdałam sobie sprawę, że patrzę na plastik. Byłam w szoku, mówi uczona.
Jako, że program jej prac nie przewidywał finansowania badań nad plastikiem, musiała zajmować się tym w wolnym czasie. Wieczorami i w weekendy liczyła i analizowała zgromadzone odrobinki plastiku.
Stwierdziła, że w jej próbkach jest niemal 15 000 niewielkich fragmentów plastiku. Były to głównie małe włókna pochodzące prawdopodobnie z ubrań, dywanów i innych tekstyliów. Zauważyła, że około 30% stanowią jaskrawe mikrosfery, które są mniejsze niż plastikowe mikrosfery używane w kosmetykach czy innych produktach higienicznych. Uczona doszła do wniosku, że mikrosfery te pochodzą z farb w spreju.
Po szczegółowych badaniach i obliczeniach zespół Brahney szacuje, że każdego dnia na każdym metrze kwadratowym dzikich terenów w USA lądują... 132 kawałki mikroplastiku. Innymi słowy na teren parków narodowych i innych obszarów chronionych na zachodzie USA opada ponad 1000 ton plastiku. To tak, jakby rozrzucać tam dziesiątki milionów plastikowych butelek.
Naukowcy użyli modeli pogodowych, by sprawdzić, skąd pochodzi ten plastik. Okazało się, że źródłem większości są wielkie miasta i ich okolice. Większość plastiku pochodzi też z odległych miejsc, jest niesiona przez wiatry wiejące na dużej wysokości. Ponadto aż 75% plastiku opada gdy nie ma deszczu. Fragmenty opadające w czasie suchej pogody są też mniejsze, prawdopodobnie mogą wędrować tysiące kilometrów. uczeni stwierdzili też, że im wyżej położne tereny, tym więcej plastiku. To zaś potwierdza, że mikroplastik jest przenoszony przez wysoko wiejące wiatry i wędruje po całym globie.
Uczona nie wyklucza, że mikroplastik może krążyć w powietrzu całymi latami lub dziesięcioleciami. Może on osiadać na polach uprawnych, pustyniach i powierzchni oceanów, skąd jest ponownie zabierany przez wiatr i krąży po całej Ziemi. Z czasem trafia do naszych płuc i naszych żołądków.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.