清洁的水是生命的基础

如今,负责任的资源是社会中的一个重要问题 - 从当地的市政当局和公司到私人家庭。最有价值的原材料之一是水。这里的目的是尽可能减少消费,治疗和回收废水,避免污染。现在和未来的主要挑战之一是微薄的。差异与莱斯特拉·哈曼(Fraunhofer Envirity,Seautifult Technology Umsicht)关于仿生学的机遇以及洗衣机可以从Caddis-Fly Larvae学习的机会。

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您对水和微塑料的兴趣来自哪里?

对我来说,这是一个在学校里真正享受生物学的经典案例。我父亲也制作自然纪录片,在家里引起了很多有趣的讨论。水也一直是我的元素——我从小就开始潜水和冲浪,我喜欢游泳。因此,在科隆学习生物学是我之前经历的必然结果。但在我的学习中,我觉得我错过了这门学科的实际好处。鉴定物种、了解它们之间的关系以及它们的功能以及进行基础研究是很有趣的。但我真正感兴趣的问题是,我们——以及社会——如何在此基础上再接再厉。所以我转向了仿生学,在那里我们也研究动物,但目的是找出我们可以从动物身上学到什么。在为我的硕士论文找题目时,我偶然发现了微塑料的问题。在2014年,这个话题并不像今天那么热门,但弗劳恩霍夫研究所为我提供了一个研究过滤解决方案的机会。我对仿生学和环境问题的结合特别着迷。

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你所追求的方法是什么?

悬浮喂食器过滤漂浮的微粒,如藻类和磷虾的液体食物,也可以摄入微塑料。如果我们能从他们那里学到如何创造过滤机制,防止微塑料进入水中,我们将会收获很多。

在我的硕士论文中,我首先研究了哪些动物可以作为灵感。合适的候选者包括贻贝、海绵、鲸鱼、海参和火烈鸟。然后,我对这些物种进行了分类,选择了24种,并根据生物学和技术参数对它们进行了分类。各自的过滤机制是如何工作的,使用了哪些技术,我们可以使用什么?例如,鲸鲨口中有优化流动的结构,火烈鸟使用细毛,而海扇珊瑚则使用网眼大小和流动阻力。

你是如何把这个想法的实践?

在下一步中,我考虑过滤波器应该在洗衣机上更仔细地使用过滤器。德国每年估计为5,200吨,合成纺织纤维对微塑料排放有相当大的影响。现在的关键问题是:当前过滤机制如何工作,如何设计微型玻璃滤镜以及有多少空间?在一个案例研究中,我选择了Caddis-Fly Larva,它延伸了由石头之间的柔滑材料制成的网和粘在自来水之间。网捕获食物颗粒,然后可以吃它。初始计算表明,材料和结构将捕获纤维并承受洗衣机中的流动条件。但实施Caddis-Fly滤波器的过程目前仍然过于复杂。其他生物学模型更容易申请,这就是Fraunhofer专家目前正在努力的内容。

这个例子表明,值得更详细地研究生物过滤机制,并致力于在技术上实现它们。因此,从今年开始,我将与弗劳恩霍夫·乌姆希特合作,在科隆大学攻读仿生过滤概念博士学位。这项研究将有助于污水处理厂、工业过滤器和海洋清洁系统。我还积极参与微塑料的研究。我参加了Runden Tisch Meeresmüll(海洋废物圆桌会议),并应邀参加了讨论小组。很明显,迫切需要控制局势。

在你看来,我们掌握这个问题的机会有多大?除了你自己的方法,你还知道其他有希望的方法吗?

这不是一个容易判断的情况。关于微塑料仍有许多问题没有答案,目前尚不可能进行风险评估。然而,事实仍然是我们必须减少环境中的塑料含量。这是一个极其复杂的问题——塑料在世界各地都有供应,许多方面都参与其中——因此我们必须共同努力控制局势。消费者必须明白塑料是一种可回收的材料,并采取相应的行动。当局必须制定法律要求,限制某些材料和添加剂的使用。企业必须积极主动,使用高质量、耐用、最重要的是耐磨材料。科学界必须把重点放在研究生物塑料、回收利用的可能性和过滤机制等课题上。这让我们回到仿生学。在我看来,我们可以从大自然中学到很多东西——不仅仅是过滤器。

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由塑料行业,水和废物管理行业和研究机构的合作伙伴委托,Fraunhofer Umsicht在2018年出版的一项研究中聚集了关于微薄和宏观形塑料的最新信息。基本调查结果包括:

  • A型初级微塑料是工业生产的塑料颗粒,故意或不小心留下来污染环境(如化妆品中的微珠或塑料颗粒)。B类主要微塑料只能通过使用来制造,即汽车轮胎、鞋底、纺织品或油漆的磨损或风化。在自然界中被分解的塑料废物属于二次微塑料。
  • 总共确定了51种微塑料的来源:轮胎磨损、废物处理过程中的释放、沥青中沥青的磨损、颗粒损失和运动场或操场表面的漂移都在清单的首位。化妆品中微塑料的释放量排在第17位。
  • 德国78%的废水受污水处理厂治疗,而每次降雨,大多数雨水 - 多数雨水 - 冲洗宏观塑料和微薄物。根据技术设备,污水处理厂将保留高达95%的流入微薄塑料。然而,小颗粒积聚在污水污泥中。必须在案例逐案上进行检查,以确定是否焚烧污水污泥而不是用于农业目的。

可持续性已经在Kärcher发挥了关键作用,因为清洁有助于保持机器和建筑物的价值和耐久性。但这并不止于此:该公司致力于确保其所有活动的可持续性。到2020年,再生塑料和生物塑料的使用量将翻两番。这意味着,例如,使用颗粒从我们的内部塑料加工系统和再颗粒从回收汽车电池外壳或安全气囊。我们也使用生物塑料为我们的清洁剂瓶。“环保产品”的Kärcher标准确保不再使用增塑剂和阻燃剂等有问题的物质,或使用程度较低。

根据外部测试拆卸的方式确认,机器本身旨在再循环并达到90%以上的可重用率。另一个重要步骤是减少产品的塑料包装。

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