В последние десятилетия проблема загрязнения окружающей среды микропластиком приобрела глобальный масштаб. Эти мельчайшие частицы пластика, размером менее пяти миллиметров, попадают в почву, воздух и особенно в водные ресурсы. Основной путь попадания микропластика в реки, озёра и моря — через сточные воды. Несмотря на то, что очистные сооружения успешно справляются с большинством загрязнителей, микропластик представляет особую сложность. Его удаление требует специальных методов, находящихся на стыке химии, физики и инженерии.

Что такое микропластик и откуда он берется

Микропластик делится на два основных типа: первичный и вторичный. Первичный микропластик изначально производится в виде мелких гранул или частиц — его можно найти в косметике, бытовой химии и даже в текстильной промышленности. Вторичный микропластик образуется в результате разрушения более крупных пластиковых изделий, таких как пакеты, бутылки, упаковки и синтетическая одежда. При стирке, например, из одежды выделяются микроскопические волокна, которые в итоге попадают в канализацию.

Эти частицы не только загрязняют водную среду, но и представляют угрозу для здоровья водных организмов и человека. Исследования показывают, что микропластик способен накапливаться в тканях живых существ и переносить на своей поверхности токсичные вещества, включая тяжелые металлы и органические загрязнители.

Классические этапы очистки сточных вод

Большинство современных очистных сооружений работают по стандартной многоступенчатой схеме. На первом этапе происходит механическая очистка, где крупный мусор (листья, ветки, песок) удаляется при помощи решёток и пескоуловителей. Далее следуют биологическая и химическая стадии, где органические соединения разлагаются под действием микроорганизмов или реагентов.

Однако эти этапы эффективны в основном против традиционных загрязнителей — фекальных отходов, органики, фосфатов, нитратов. Микропластик, особенно размером менее 100 микрометров, часто «просачивается» сквозь фильтры, не будучи захваченным стандартными методами. Именно поэтому в последние годы учёные и инженеры разрабатывают специализированные технологии для решения этой проблемы.

Технологии удаления микропластика

Одним из перспективных направлений стала мембранная фильтрация. Этот метод основан на использовании специальных ультрафильтрационных и нанофильтрационных мембран, способных задерживать частицы размером до нескольких нанометров. Мембранная технология применяется в основном на завершающих стадиях очистки и требует точной настройки давления и регулярной промывки мембран, что делает её затратной, но крайне эффективной.

Другой способ — электрофлотация, при которой в сточные воды подаётся электрический ток. Он способствует образованию микропузырьков газа, которые «прилипают» к частицам микропластика и всплывают на поверхность, образуя пену. Эту пену затем можно механически удалить. Метод не требует добавления химикатов и может быть интегрирован в уже существующие схемы очистки.

Флотация и коагуляция — ещё два метода, часто используемых в сочетании. Коагуляция предполагает добавление в воду реагентов, которые заставляют мелкие частицы микропластика слипаться в более крупные флокулы. Затем при помощи флотации или осаждения эти флокулы отделяются. Для коагуляции применяют соли железа, алюминия и специальные полимеры, которые подбираются в зависимости от состава сточных вод.

Набирают популярность и биотехнологические подходы, в частности использование микроорганизмов или ферментов, способных разлагать некоторые виды пластика. Пока такие технологии находятся на стадии лабораторных испытаний, но уже дают обнадеживающие результаты. Особенно перспективны бактерии, способные расщеплять полиэтилентерефталат (ПЭТ) — один из самых распространенных видов пластика.

Оценка эффективности и проблемы внедрения

По разным оценкам, современные очистные сооружения могут задерживать от 50% до 90% микропластика, в зависимости от конкретной технологии и уровня модернизации. Тем не менее, даже 10% оставшихся частиц представляют серьёзную угрозу, учитывая огромный объём проходящих через станции сточных вод.

Внедрение высокоэффективных методов требует значительных инвестиций, переоборудования и обучения персонала. Кроме того, существует проблема утилизации собранного микропластика. Его нельзя просто захоронить на свалке, так как он может снова попасть в природу. Некоторые предприятия разрабатывают схемы вторичной переработки и термического обезвреживания с улавливанием вредных выбросов.

Будущее и международные инициативы

Вопрос очистки от микропластика рассматривается на уровне ООН, ЕС и других международных организаций. Ведутся разработки единых стандартов для очистных сооружений и норм по сбросу микропластика. Также растёт интерес к источникам загрязнения: производители синтетической одежды, косметики и пластиковой упаковки обязуются снижать содержание микропластика в продукции.

Некоторые страны, такие как Германия и Швеция, уже начали обязательную установку дополнительных фильтров на текстильных фабриках и промышленных предприятиях. В Японии внедряются компактные ультрафильтрационные станции, которые можно использовать даже на уровне отдельных зданий или жилых кварталов.

Заключение

Очищение сточных вод от микропластика — это одна из главных экологических задач XXI века. Комбинация современных технологий, грамотного управления и международного сотрудничества позволяет надеяться на устойчивое решение этой проблемы. Однако борьба с микропластиком должна вестись не только на уровне очистки, но и на уровне источников загрязнения. Чем меньше пластика будет попадать в окружающую среду, тем меньше работы останется очистным сооружениям.