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Forscher filtern Mikroplastik mit Hilfe von Akustik aus dem Wasser

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Mikroplastik, das durch Waschmaschinen verursacht wird, lässt sich nur schwer aus dem Meer entfernen. Eine vielversprechende neue Methode zum Sammeln solcher Abfälle unter Verwendung von Akustik wurde von Forschern der Shinshu-Universität entwickelt.

NAGANO, JAPAN, 10. Dezember (WNM) – Mikroplastik lässt sich nur schwer aus der Umwelt entfernen. Siebe und Filtrationen sind derzeit die vorherrschende Methode zum Einfangen von Mikroplastik in Wasser. Das ist jedoch unpraktisch, da Filter leicht verstopfen und regelmäßig gereinigt oder ausgetauscht werden müssen. Ein weiteres Problem ist, dass es bisher unmöglich war, Abfälle die kleiner als 0,3 Millimeter sind, einzufangen. Die Mehrheit der herumtreibenden Mikroplastiken ist jedoch kleiner und hat unbekannte Auswirkungen auf das Öko- und Biosystem. 

Eine vielversprechende neue Methode zum Sammeln solcher Mikroplastiken wurde unter Verwendung von Akustik entwickelt, um sie in Wasser zu sammeln. Es wurde eine Vorrichtung für akustische Volumenwellen entwickelt und hergestellt, die Mikroplastik kanalisiert und diese im mittleren Kanal sammelt, während Wasser aus den beiden Seitenkanälen fließt. Die Forscher der Shinshu University (https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-12/su-aft120919.php) konzentrierten sich auf das Problem, dass eine der größten Quellen für Mikroplastik in unseren Ozeanen die Abflüsse aus Waschmaschinen sind. Eine typische Waschmaschine gibt rund  zehntausend Fasern pro 100 Liter Waschgang ab. Viele unserer Kleidungsstücke bestehen aus Chemiefasern und winzige Stücke aus Mikroplastik reißen in der Waschmaschine ab. Abwasserbehandlungsanlagen sind derzeit nicht in der Lage, das Mikroplastik zu erfassen. 

Die Forscher beschlossen, ein Gerät zu entwickeln, das Mikroplastik und Mikroplastikfasern durch so genannte „Piezovibrationen“ sammelt. Durch die Verwendung von Akustik sammeln sich Schmutzpartikel in der Mitte eines Dreikanalgeräts. Die beiden seitlichen Kanäle leiten sauberes Wasser ab, während sich die Mikroplastikfasern in der Mitte sammeln und mithilfe des Piezoelements akustisch fokussiert wurden, um die akustische stehende Welle zu erzeugen. 

Unterschiedliche Arten von Mikroplastiken haben unterschiedliche Dichten, Volumenmodule und Kompressibilität, was zu einem unterschiedlichen akustischen Kontrastfaktor (ACF) führt. Wenn die Breite des Mikrokanals auf die Hälfte der Wellenlänge im Wasser eingestellt wird, dann werden die Partikel dazu angeregt, sich in der Mitte der Röhre zu sammeln. Es dauerte etwa 0,7 Sekunden, bis die Partikel auf diese Weise gebündelt waren.