नैनोप्लास्टिक्स से लड़ना

अधिकांश लोग माइक्रोप्लास्टिक प्रदूषण के अभिशाप से परिचित हैं - प्लास्टिक के मलबे के सूक्ष्म टुकड़े जो हमारे महासागरों, जलमार्गों और यहां तक कि ग्रह के दूरदराज के हिस्सों में भी फैले हुए हैं। लेकिन प्लास्टिक प्रदूषण का एक और भी छोटा और अधिक घातक रूप वैज्ञानिकों का ध्यान आकर्षित कर रहा है - नैनोप्लास्टिक। ये कण, एक मीटर के दस लाखवें हिस्से या उससे भी छोटे आकार के होते हैं, अपने स्वयं के पर्यावरणीय और स्वास्थ्य जोखिम पैदा करते हैं जिन्हें अभी उजागर किया जाना शुरू हुआ है।

चेक गणराज्य में शोधकर्ताओं की एक टीम ने पानी के नमूनों में नैनोप्लास्टिक का न केवल पता लगाने के लिए बल्कि उन्हें हटाने के लिए भी नए उपकरण विकसित किए हैं। ब्रनो यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के डॉ. मार्टिन पुमेरा के नेतृत्व में, समूह ने हाल ही में ACS नैनोसाइंस में प्रकाशित एक शोध पत्र में अपने निष्कर्ष प्रस्तुत किए। उनका काम पर्यावरण में नैनोप्लास्टिक संदूषण की हमारी समझ को बेहतर बनाने और उसके उपचार की संभावना को दर्शाता है।

नैनोप्लास्टिक क्या हैं? माइक्रोप्लास्टिक की तरह, नैनोप्लास्टिक भी प्लास्टिक के मलबे के छोटे टुकड़े होते हैं जो पर्यावरण क्षरण और टूट-फूट की प्रक्रियाओं के माध्यम से बड़े प्लास्टिक आइटम से अलग हो जाते हैं। आम स्रोतों में धुलाई के दौरान सिंथेटिक कपड़ों से निकलने वाले माइक्रोफाइबर, प्लास्टिक पैकेजिंग और सड़कों पर घिसते टायर शामिल हैं।

लेकिन नैनोस्केल पर, प्लास्टिक के कण बड़े टुकड़ों की तुलना में नए रासायनिक और भौतिक गुण ग्रहण करते हैं। उनके बेहद छोटे आकार का मतलब है कि नैनोप्लास्टिक जैविक ऊतकों और कोशिकाओं में अधिक आसानी से प्रवेश कर सकते हैं। इस बात के भी सबूत हैं कि वे अन्य विषैले संदूषकों को ले जाने के लिए एक वाहक के रूप में कार्य कर सकते हैं। जबकि माइक्रोप्लास्टिक्स पर आज तक अधिक ध्यान दिया गया है, नैनोप्लास्टिक्स के संभावित खतरों पर केंद्रित शोध की आवश्यकता है, क्योंकि संभावना है कि वे जहाँ भी माइक्रोप्लास्टिक्स पाए गए हैं, वहाँ मौजूद हैं।

नैनोप्लास्टिक का पता लगाना विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण है क्योंकि उनका आकार बहुत छोटा होता है, लगभग 100 नैनोमीटर या उससे भी कम। माइक्रोप्लास्टिक की पहचान करने की मौजूदा तकनीकें जैसे माइक्रोस्कोपी और स्पेक्ट्रोस्कोपी अक्सर नैनोप्लास्टिक को अलग या मात्राबद्ध नहीं कर पाती हैं। पुमेरा के समूह ने फोटोल्यूमिनेसेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ फ्लोरोसेंट लेबलिंग विधि विकसित करके इस समस्या का समाधान किया।

अपने प्रयोगों में, शोधकर्ताओं ने नमूने के नैनोप्लास्टिक को हाइड्रोफोबिक डाई नाइल रेड से रंगा, जो चुनिंदा रूप से प्लास्टिक पॉलिमर से जुड़ता है। रंगे नैनोप्लास्टिक को प्रकाश की एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के साथ उत्तेजित करने से उनमें विशिष्ट प्रतिदीप्ति उत्सर्जित हुई जिसे स्पेक्ट्रोफ्लोरोमीटर से मापा जा सकता है। अंशांकन प्रक्रिया के माध्यम से, वे प्रतिदीप्ति संकेत की शक्ति को घोल में नैनोप्लास्टिक की सांद्रता से सहसंबंधित करने में सक्षम थे - जिससे पहली बार नैनोप्लास्टिक को 108 कणों प्रति मिलीलीटर पानी की सांद्रता तक मापने का एक आसान तरीका मिल गया।

पुमेरा बताते हैं, "यह धुंधलापन और प्रतिदीप्ति पहचान तकनीक नैनोप्लास्टिक्स का विश्लेषण करने के लिए मास स्पेक्ट्रोमेट्री जैसी अधिक जटिल और महंगी विधियों के लिए एक सरल, तेज़ विकल्प प्रदान करती है।" "इस उभरते हुए प्रदूषक की निगरानी और अध्ययन करने की चाह रखने वाली पर्यावरण प्रयोगशालाओं में इसका व्यापक अनुप्रयोग हो सकता है।"

नैनोप्लास्टिक का पता लगाने की विधि विकसित करने के बाद, शोधकर्ताओं ने उन्हें पानी के नमूनों से निकालने पर अपना ध्यान केंद्रित किया। इस कार्य के लिए, उन्होंने "नैनोरोबोट्स" का उपयोग किया - केवल 180 नैनोमीटर आकार के आयरन ऑक्साइड से बने छोटे चुंबकीय कण। जब एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र लागू किया गया, तो ये नैनोरोबोट सक्रिय रूप से घोल में नैनोप्लास्टिक्स से टकराने और टकराने में सक्षम थे, इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के माध्यम से उन्हें अपनी सतहों पर फँसाते हुए।

इसके बाद नैनोरोबोट को किसी मजबूत बाहरी चुंबक का उपयोग करके पानी से किसी भी कैप्चर किए गए नैनोप्लास्टिक के साथ हटाया जा सकता है। पुमेरा के समूह ने पाया कि उनके चुंबकीय नैनोएजेंट उपचार के केवल दो घंटों के भीतर स्पाइक किए गए पानी के नमूनों से 90% से अधिक नैनोप्लास्टिक को अलग करने में सक्षम थे।

पुमेरा ने कहा, "नैनोप्लास्टिक प्रदूषण के समाधान के लिए निष्कासन एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, और हमारे नैनोरोबोट उन्हें पर्यावरण से निकालने का एक कुशल तरीका प्रदान करते हैं।" "पता लगाने और सफाई उपकरणों को एकीकृत करके, हमारा लक्ष्य शोधकर्ताओं और नियामकों को नैनोप्लास्टिक का अध्ययन करने और उपचार रणनीतियों को विकसित करने के लिए बेहतर तरीके देना है।"

हाल के वर्षों में माइक्रोप्लास्टिक्स ने काफी ध्यान आकर्षित किया है, लेकिन नैनोप्लास्टिक्स एक उभरती हुई सीमा का प्रतिनिधित्व करता है जिसके लिए और अधिक अन्वेषण की आवश्यकता है। अपने विघटनकारी धुंधलापन और नैनोरोबोटिक्स तकनीकों के साथ, पुमेरा की टीम ने उस महत्वपूर्ण शोध को सक्षम करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम उठाया है। संवेदनशील पहचान के साथ प्रभावी निष्कर्षण के उनके दोहरे दृष्टिकोण ने पिछले टुकड़ों के प्रयासों की तुलना में एक बड़ी प्रगति का प्रतिनिधित्व किया है।

यदि इसे सफलतापूर्वक बढ़ाया और लागू किया जाता है, तो यह दुनिया भर में नैनोप्लास्टिक प्रदूषण की निगरानी करने और उनके संचय और प्रसार को कम करने की हमारी क्षमता में क्रांतिकारी बदलाव ला सकता है। आगे के अनुकूलन कार्य विभिन्न प्लास्टिक पॉलिमर प्रकारों के लिए विधि का विस्तार करने और विभिन्न कण आकारों और रचनाओं में इष्टतम दृश्यता के लिए फ्लोरोसेंट रंगों को तैयार करने पर ध्यान केंद्रित करेंगे।

प्लास्टिक के नैनोस्केल तक पर्यावरण में घुसपैठ की संभावना गंभीर चिंता का विषय है, क्योंकि वैज्ञानिक प्रमाण बताते हैं कि छोटे कण आनुपातिक रूप से उच्च जैविक जोखिम पैदा कर सकते हैं। नैनोप्लास्टिक संदूषण के पानी का निरीक्षण करने और उसे शुद्ध करने के लिए खुद को नए सिरे से सशक्त बनाने के बाद, हम पारिस्थितिकी तंत्र और सार्वजनिक स्वास्थ्य के लिए उनके अभी भी अस्पष्ट खतरों को समझने - और उम्मीद है कि उन्हें कम करने - की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम उठाते हैं। आकार में छोटा लेकिन संभावित रूप से प्रभाव में बड़ा, नैनोप्लास्टिक प्रदूषण हमारे बढ़ते ध्यान और उपचारात्मक कार्रवाई की मांग करता है।

​संदर्भ

1. https://doi.org/10.1021/acsnanoscienceau.4c00002

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