ЧИСТАЯ ВОДА – ОСНОВА ЖИЗНИ
В настоящее время ответственное использование ресурсов является важной проблемой для всего общества – от местных муниципалитетов и компаний до домохозяйств. Одним из наиболее ценных видов ресурсов является вода. Цель – максимально сократить потребление воды, очистить и повторно использовать сточные воды и не допускать загрязнения. Одной из главных задач, сегодня и в будущем, является изучение микропластиков. Далее следует беседа с Леандрой Хаманн (Институт технологии охраны окружающей среды, безопасности и энергетики им. Фраунгофера (UMSICHT) о возможностях бионики и чему можно научиться у личинки ручейника для использования в стиральной машине.
Откуда у вас появился интерес к воде и микропластикам?
Для меня это был классический случай, когда действительно получаешь удовольствие от уроков биологии в школе. Мой отец снимает документальные фильмы о природе, что дает почву для интересных дискуссий дома. Вода всегда была моей средой – в молодости я начала заниматься дайвингом и серфингом и очень люблю плавать. Поэтому когда я начала изучать биологию в Кёльне, это стало логическим продолжением моих увлечений. Но во время учебы я ощущала нехватку практических знаний по предмету. Интересно определять виды, знать, как они связаны между собой и как функционируют, заниматься фундаментальными исследованиями. Но больше всего меня интересовал вопрос, каким образом наше общество может использовать данные знания для развития. Поэтому я переключилась на изучение бионики: эта наука тоже занимается изучением животных, но с точки зрения того, что мы можем почерпнуть полезного от них. Когда я искала тему для дипломной работы, я натолкнулась на тему микропластиков. В 2014 году этот вопрос не был таким популярным, как сегодня, но институт Фраунгофера предоставил мне возможность работать над решениями по фильтрации. Меня особенно притягивало сочетание бионики и данной экологической проблемы.
Какой подход вы используете?
Виды, питающиеся пелагической пищей, профильтровывают жидкости с плавающими на поверхности веществами, такие как водоросли или криль, и также могут заглатывать микропластики. Мы могли бы добиться впечатляющих результатов, если бы научились у них создавать фильтрующие механизмы, которые предотвращают попадание микропластиков в воду.
При подготовке моей дипломной работы я сначала определила, какие животные могли бы стать для меня источником вдохновения. Подходящими кандидатами стали мидии, губки, морские огурцы и фламинго. Затем я классифицировала данные виды, выбрала 24 и отсортировала их по биологическим и техническим параметрам. Как работают соответствующие фильтрующие механизмы, какие способы используются и как мы можем это применить? Например, китовая акула имеет в пасти конструкции для оптимизации потока, фламинго использует тонкие волоски, а коралл морской веер – размер сетки и сопротивление потоку.
А как вы используете эти идеи на практике?
Далее, я подумала, где можно использовать данный фильтр и обратила более пристальное внимание на стиральную машину. Использование в Германии, по оценкам, 5200 тонн синтетических текстильных волокон вносит существенный вклад в объем выбросов микропластика. Ключевыми вопросами на сегодняшний день являются: как работают нынешние механизмы фильтрации? Как спроектировать фильтр для микропластика? И сколько у нас есть свободного места? В рамках исследования проблемы я выбрала личинки ручейника, которые растягивают сети, сделанные из шелкоподобного материала, между камнями и палками в проточной воде. Сети используются для ловли частичек еды. Первоначальные расчеты показали, что материал и конструкция могут захватывать волокна и выдерживать поток в стиральной машине. Но в настоящее время процесс реализации фильтра ручейника слишком сложен. Другие биологические модели проще в применении, и в настоящий момент над ними трудятся другие специалисты института Фраунгофера.
Данный пример показывает, что стоит более подробно изучать механизмы биологической фильтрации и работать над их реализацией в технике. Именно поэтому, начиная с текущего года, я буду работать над моей докторской по концепции бионической фильтрации в Кёльнском университете в сотрудничестве с Институтом Фраунгофера UMSICHT. Данное исследование может пригодиться для применения в очистных сооружениях, промышленных фильтрах и системах очистки в океанах. Я также активно занимаюсь исследованиями микропластиков. Я приняла участие в Runden Tisch Meeresmüll (круглый стол по проблеме морских отходов) и была приглашена принять участие в дискуссионном форуме. Совершенно очевидно, что существует неотложная необходимость взять ситуацию под контроль.
По вашему мнению, каковы наши шансы решить данную проблему? Помимо вашего подхода существуют ли какие-либо другие подходы, которые представляются перспективными?
Непросто сделать вывод по данной ситуации. Многие вопросы по микропластикам все еще остаются без ответа, кроме того, пока что еще невозможно провести оценку рисков. Тем не менее, факт заключается в том, что мы должны сократить количество пластика в окружающей среде. Это чрезвычайно сложная проблема – пластик присутствует по всему миру, в ней задействовано много сторон, поэтому мы должны работать вместе, чтобы взять ситуацию под контроль. Потребители должны понимать, что пластик является материалом, пригодным для переработки, и вести себя соответствующим образом. Органы власти должны установить юридические требования, которые ограничивают использование определенных материалов и добавок. Компании должны проявлять инициативу и использовать высококачественные, долговечные и, прежде всего, износостойкие материалы. А научный мир должен сосредоточиться на исследовании таких тем, как биопластики, возможности переработки и механизмы фильтрации. И здесь мы снова возвращаемся к бионике. На мой взгляд, мы можем многому научиться у природы – не только в отношении фильтров.
