S kavitacijo do razgradnje nevidnih onesnaževalcev vode

Onesnaženje vode

Unsplash

Datum objave:

Oznaka:

  • Raziskovalni dosežki
  • Univerzitetna služba za raziskovalno dejavnost
  • Raziskovanje
  • CTR 6
  • CTR 7
  • CTR 9
  • CTR 12
  • CTR 13
  • CTR 14
  • UL FS
  • CTR 3

Raziskovalci Fakultete za strojništvo in Kemijskega inštituta, so izvedli eksperimentalno študijo, kjer so dosegli razgradnjo vodotopnega sintetičnega polimera – poli(vinil alkohola) PVOH z uporabo akustične in hidrodinamske kavitacije. Uporaba PVOH skokovito narašča, posledično pa vse večje količine tega materiala končajo v vodnem ekosistemu. PVOH se pogosto uporablja v tekstilni in papirni industriji ter v gospodinjstvih npr. v obliki kapsul za detergente. Ocenjujejo, da se ga v vodni ekosistem splakuje več tisoč ton letno.

Vzporedno z rastjo svetovnega prebivalstva in njegovega življenjskega standarda narašča tudi onesnaženost. Množična proizvodnja različnih snovi vodi v vse bolj zapletene in težje razgradljive komunalne in industrijske odpadne vode, kamor se steka vedno več tudi vodotopnih sintetičnih polimerov.  Biološke čistilne naprave, ki so zadnja bariera med vedno večjimi človeškimi dejavnostmi in okoljem, niso zasnovane, da bi ta »moderna onesnaževala« lahko očistila ali odstranila, zato bi bilo ključno, da se tehnologija čiščenja nadgradi. Znanstvena skupnost že leta naslavlja problematiko različnih sintetičnih polimerov - mikroplastiko, ki ponavadi končajo v vodnih ekosistemih. V večini primerov se osredotočamo le na zaznavanje »vidnih« onesnažil in njihovih učinkov na vodne ekosisteme. Poleg običajne mikroplastike pa »nevidni« vodotopni polimeri ravno tako predstavljajo nevarnost za okolje, saj se običajno neopazno in neovirano splakujejo v odtok ter neovirano vstopajo v vodni ekosistem. Študija je bila opravljena  v okviru ARRS interdisciplinarnega temeljnega projekta J7-1814, ki naslavlja problematiko mikroplastike v okolju. Namen raziskave je bil obravnavati razgradnjo PVOH v laboratorijskem merilu z akustično in hidrodinamsko kavitacijo. Sistematično smo proučevali učinke različnih obratovalnih pogojev na dolžino polimernih verig in pokazali na možne mehanizme, ki so odgovorni za degradacijo le teh.

Graphical abstract.png

Shematska predstavitev laboratorijskih testnih postaj z akustično kavitacijo (levo) in hidrodinamsko kavitacijo (desno). Spodaj je prikazana sekvenca slik kavitacije, ki se formira pod konico ultrazvočne sonde (levo) in v rotacijskem generatorju hidrodina

Foto: dr. Martin Petkovšek

Avtorji dosežka: Martin Petkovšek1, Andrej Kržan2, Alenka Šmid3, Ema Žagar2, Mojca Zupanc1

1 Fakulteta za strojništvo, Univerza v Ljubljani

2 Odsek za polimerno kemijo in tehnologijo, Kemijski inštitut

3 Fakulteta za farmacijo, Univerza v Ljubljani

 

Vir:

PETKOVŠEK, Martin, KRŽAN, Andrej, ŠMID, Alenka, ŽAGAR, Ema, ZUPANC, Mojca. Degradation of water soluble poly(vinyl alcohol) with acoustic and hydrodynamic cavitation: laying foundations for microplastics. npj clean water. April 2023, vol. 6, str. 1-11, ilustr. ISSN 2059-7037. https://www.nature.com/articles/s41545-023-00248-8, https://repozitorij.uni-lj.si/IzpisGradiva.php?id=145650, DOI: 10.1038/s41545-023-00248-8. [COBISS.SI-ID 150832899]