Filtrar los microplásticos del agua es difícil ya que su tamaño microscópico le permite eludir la mayoría de los sistemas de filtración. En un estudio publicado en la revista quimiosferaóxido de hierro magnético (Fe3O4) se evaluaron nanopartículas como candidatas potenciales para la eliminación por adsorción de microplásticos.
Estudio: Eliminación por adsorción de partículas de poliestireno de tamaño micrométrico con nanopartículas de óxido de hierro magnético. Crédito: chayanuphol/Shutterstock.com
Efectos nocivos de la contaminación plástica
El aumento de la demanda de plástico conduce a un aumento de la contaminación plástica, que puede tener un impacto significativo en los ecosistemas naturales y la salud y seguridad humanas. El reciclaje insuficiente y el mal manejo del plástico empeoran la contaminación plástica.
Los plásticos tienen un tiempo de degradación más prolongado y es probable que se acumulen en el ecosistema debido a su alta estabilidad y durabilidad. Las crecientes cantidades de plástico en el medio ambiente, particularmente en los ecosistemas marinos, están generando una creciente preocupación por el medio ambiente. El plástico es transportado a las vías fluviales por el viento y las corrientes oceánicas y se descompone en micro y nanoplásticos con el tiempo.
Debido a la naturaleza universal de los microplásticos, es difícil para los organismos vivos evitar consumir desechos plásticos. Después del consumo, estos microplásticos ingresan a la cadena alimentaria y, en última instancia, pueden tener un impacto negativo en la salud humana.
¿Cómo se pueden eliminar los microplásticos del agua?
Se proponen tecnologías de extracción magnética, electrocoagulación y separación por membrana para eliminar los microplásticos de las aguas residuales y el agua potable. Sin embargo, es difícil eliminar los microplásticos con un diámetro inferior a 1 μm. Por lo tanto, este microplástico está muy extendido en las plantas de tratamiento de aguas residuales.
Para eliminar con éxito los microplásticos del agua, se debe desarrollar una técnica consistente, simple, rápida y repetible.
Eliminar contaminantes con nanopartículas de óxido de hierro
Debido a que las nanopartículas tienden a tener áreas específicas altas, un grupo de óxido de hierro (Fe3O4) La nanopartícula tiene una densidad relativamente alta de sitios de adsorción. Por lo tanto, las nanopartículas de óxido de hierro se han utilizado en una variedad de campos, incluida la eliminación de contaminantes en el medio ambiente.
El efecto magnético del óxido de hierro permite una eliminación más rápida de las nanopartículas contaminantes en comparación con las máquinas centrífugas y los procesos de filtración.
Una vez que se completan los procesos de separación magnética y regeneración, las nanopartículas de óxido de hierro se pueden reutilizar, lo que las convierte en un material adsorbente viable para eliminar contaminantes ambientales.
¿Qué hicieron los investigadores?
El equipo estudió el uso de Fe magnético3O4 Nanopartículas para filtrar microplásticos del agua por adsorción. Se utilizaron micropartículas de poliestireno (PS) para modelar el comportamiento de los microplásticos.
Los investigadores estudiaron la cinética del proceso y las propiedades de adsorción isotérmica de micropartículas de poliestireno en Fe3O4 nanopartículas.
También realizaron pruebas de adsorción para diferentes grupos de micropartículas de poliestireno con diferentes diámetros promedio para examinar la eficiencia de adsorción de Fe.3O4 nanopartículas. La dinámica hidrofóbica y electrostática involucrada en el proceso de adsorción de Fe3O4 y también se han estudiado micropartículas de poliestireno.
El equipo también determinó la reutilización de Fe3O4 Nanopartículas por desorción de Fe3O4-complejos de poliestireno (Fe3O4– PD).
Principales resultados de la investigación
En este estudio, el equipo logró extraer con éxito micropartículas de poliestireno de ambientes líquidos utilizando la acción combinada de Fe3O4 nanopartículas y un imán. La unión de las micropartículas de poliestireno al Fe3O4 Las nanopartículas hicieron posible este proceso.
Se observó por imágenes de TEM que el Fe3O4 Las nanopartículas encapsularon y recolectaron las micropartículas de poliestireno, lo que permitió el uso de un imán para extraer el Fe resultante.3O4-complejos de poliestireno del líquido.
Se encontró que la aglomeración de Fe3O4 con micropartículas de poliestireno se debió principalmente a la interacción hidrofóbica entre ellas. Cuando se analizó una muestra de agua real, los sólidos en suspensión y los iones colapsados presentes en la muestra impidieron la deposición de micropartículas de poliestireno en Fe3O4 nanopartículas. Sin embargo, la eficiencia de adsorción puede mejorarse incorporando mayores cantidades del adsorbente Fe3O4 nanopartículas.
pies3O4 Se separaron nanopartículas del Fe3O4-complejos de poliestireno con un procedimiento de sonicación simple. La investigación destacó el potencial del uso de Fe3O4 Nanopartículas para eliminar de manera eficiente los microplásticos del ecosistema.
referencias
Heo, Y., Lee, E.-H. y Lee, S.-W. (2022). Eliminación por adsorción de partículas de poliestireno de tamaño micrométrico con nanopartículas de óxido de hierro magnético. quimiosfera. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.135672
