목재 먼지 기반 필터는 물에서 미세 플라스틱을 최대 99.9% 제거합니다.

[이매진]

목재 먼지 기반 필터는 물에서 미세 플라스틱을 최대 99.9% 제거합니다.

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Wood dust-based filter removes up to 99.9% of microplastics from water

필터는 물에 존재하는 거의 모든 미세 플라스틱 입자를 걸러냅니다.

UBC 박사후 연구원인 Tianyu Guo 박사는 물에서 미세 플라스틱을 제거하기 위한 목재 먼지 기반 필터를 개발한 팀의 일원입니다. 출처: UBC Forestry/Jillian van der Geest

나노 플라스틱 또는 미세 플라스틱(NMP)은 광범위한 분포와 잠재적인 유해성으로 인해 인간의 건강과 환경 모두에 대한 우려가 커지고 있습니다. 이 작은 플라스틱 파편 조각을 상수도에서 제거하는 것은 큰 도전입니다.

이제 캐나다 브리티시 컬럼비아 대학교 (UBC)의 연구원들은 쉽게 구할 수 있는 식물 재료를 사용하여 물에 존재하는 거의 모든 미세 플라스틱 입자를 제거하는 간단하고 효과적인 친환경 솔루션을 발견했을 수 있습니다. 그들의 방법은 "바이오캡(bioCap)"이라고 부르는 것으로 물기둥에 플라스틱 입자를 최대 99.9%까지 가두는 것입니다.

플라스틱 필터와 달리 새로운 장치 는 식물, 나무껍질, 나무와 잎의 탄닌산, 목재 톱밥 등 재생 가능 하고 생분해 가능한 재료를 사용하기 때문에 추가 오염에 기여하지 않습니다 .

bioCap은 목재 잔류물(톱밥)과 천연 폴리페놀의 특성을 이용하여 광범위한 나노/마이크로플라스틱과 강력한 다중 분자 상호작용을 생성합니다. 바이오캡을 만들기 위해 연구자들은 목재 톱밥을 헤미셀룰로오스 및 리그닌과 결합된 셀룰로오스 섬유의 정렬된 조립체를 포함하는 계층적 기판으로 사용하여 효율적인 물 수송을 용이하게 합니다.

목재 톱밥은 가구 공장에서 공급되었으며 지하 뿌리 시스템이 없는 거의 모든 식물에서 발견되는 자연 발생 식물 폴리페놀인 탄닌산으로 변형되었습니다.

바이오캡의 미세 플라스틱 포집 능력을 테스트하기 위해 연구원들은 필터가 포함된 컬럼을 통해 NMP가 풍부한 물줄기를 펌핑했습니다. 특히, bioCap은 폴리스티렌(PS), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 폴리에틸렌(PE)을 포함하여 환경에서 가장 일반적으로 검출되는 NMP로 테스트되었습니다. .

주사 전자 현미경(SEM) 분석은 추가된 탄닌산 층으로 톱밥의 구조에 눈에 띄는 변화 없이 bioCap을 통해 NMP를 포획함을 확인했습니다. 바이오캡 필터링 시스템은 플라스틱 유형에 따라 물 기둥에서 플라스틱 입자를 95.2%에서 최대 99.9%까지 제거했습니다.

그러나 변형되지 않은 톱밥의 제거 효율은 10% 미만으로 상당히 낮아 폴리페놀이 미세플라스틱 흡착 및 포획의 핵심임을 보여줍니다.

UBC의 목재 과학, 화학 및 생물 공학 및 화학과 교수인 Dr. Orlando Rojas는 "의류에서 나오는 극세사, 세제와 비누에서 나오는 극세사 구슬, 기구, 용기 및 포장에서 나오는 거품과 알갱이가 있습니다."라고 말했습니다. . "타닌산 주변의 다양한 분자 상호 작용을 활용함으로써 우리의 bioCap 솔루션은 이러한 다양한 미세 플라스틱 유형을 거의 모두 제거할 수 있었습니다."

더 작은 크기(110nm)의 미세 플라스틱은 표면적이 더 크고 혈액-뇌 장벽을 통과할 가능성이 더 높기 때문에 장기에 축적되어 인체 건강에 더 많은 위험을 초래합니다 . 따라서 연구자들은 더 작은 크기(110nm)의 NMP를 제거하는 bioCap의 기능을 조사했습니다. 두 그룹의 마우스(각 그룹당 3마리)에게 1주 동안 bioCap 처리된 정제수 또는 미처리 식수를 공급하고 생체 내 이미징 시스템(IVIS)을 사용하여 장기를 검사했습니다. 그것은 bioCap으로 여과된 물이 장기에 더 적은 NMP 축적을 초래한다는 것을 보여주었습니다.

실험은 이 단계에서 실험실 설정으로 남아 있지만 연구원들은 올바른 산업 파트너를 찾으면 솔루션을 쉽고 저렴하게 확장할 수 있다고 말합니다.

"지금까지 제안된 대부분의 솔루션은 비용이 많이 들거나 확장하기 어렵습니다."라고 Rojas 박사는 성명서에서 말했습니다 . "가정용으로 축소하거나 도시 처리 시스템용으로 확장할 수 있는 솔루션을 제안하고 있습니다."