The use of chitosan for water purification from microplastics

Цель работы: исследовать возможность применения хитозана для очистки воды от микропластика. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:  проанализировать проблему загрязнения воды микропластиком и существующие методы удаления микропластика из водной среды;  изучить свойства хитозана, влияющие на его сорбционные характеристики и предложить метод очистки воды от микропластика;  провести экспериментальные исследования по осаждению микропластика с использованием хитозана в разных формах и концентрациях, определение влияния pH среды на эффективность осаждения;  оценить предложенный метод очистки воды от микропластика Объект исследования: водные объекты, загрязнённые микропластиком. Предмет исследования: процесс удаления микропластика из воды с применением хитозана. Для проведения исследования использовались следующие методы: лабораторный эксперимент с использованием проб воды, взятых в различных зонах города Санкт-Петербурга; плотностное разделение микропластика с применением раствора хлорида цинка; окисление органических примесей перекисью водорода; микроскопический анализ с использованием оптического микроскопа для визуальной идентификации микропластика; экспериментальная оценка эффективности осаждения микропластика при добавлении различных форм и концентраций хитозана в модельные водные среды с контролем уровня pH. Проанализированы существующие методы очистки воды от микропластика, отмечено, что традиционные реагенты, такие как хлорид железа, сульфат алюминия, полиалюминия хлорид, могут быть токсичными или не обеспечивают высокой степени удаления микропластика. В этом контексте хитозан, как экологически безопасное, биоразлагаемое и биосовместимое соединение, представляет особый интерес для внедрения в системы водоочистки. Проведен эксперимент по оценке эффективности осаждения микропластика с помощью порошкообразного и гранулированного хитозана. Для исследования использовались девять проб воды: из озёр, рек, водопроводной си-стемы, а также бутилированной и фильтрованной воды. По результатам первичного анализа микропластика была выбрана наиболее загрязнённая проба (озеро у сада Бенуа), с которой проводились основные эксперименты. Хитозан добавлялся в трёх концентрациях (0,1 г, 0,5 г и 1,0 г на 500 мл воды). Отдельно изучалось влияние уровня pH (4, 7, 9) на эффективность осаждения микро-пластика. Результатом исследования является установление оптимальных условий применения хитозана: наилучшая степень осаждения микропластика (до 81%) была достигнута при использовании порошкообразного хитозана в концентрации 0,5 г/500 мл при pH 4. Гранулированная форма показала умеренную эффективность (до 68%) и оказалась менее чувствительной к изменению pH, но более удобной в процессе фильтрации. Контрольная проба без добавления сорбента показала минимальное естественное осаждение (около 4%), что подтверждает активную роль хитозана в процессе очистки. В процессе подготовки и выполнения дипломной работы активно при-менялись современные информационные технологии. Для сбора и анализа научной литературы использовались электронные библиотеки и базы данных (eLIBRARY, CyberLeninka и др.), что позволило провести актуальный обзор по проблеме микропластика и методам его удаления. Обработка экспериментальных данных, расчёты и визуализация результатов были выполнены с использованием пакета Microsoft Excel, графических редакторов и инструментов обработки изображений, полученных с микроскопа, также использовалось программное обеспечение Microsoft Word и PowerPoint.