下水システムに流入する合成染料による生態学的および健康への脅威は、新しい研究で詳しく説明されており、水管理に関する世界中の新しい法律と、新しい持続可能な処理プロセスへの緊急投資が求められています。
繊維、食品、製薬業界で広く使用されている染料が、植物、動物、人間の健康、さらには世界中の自然環境に差し迫った脅威をもたらしていることが、新しい研究で判明した。
毎年数十億トンの染料を含む廃水が水系に流入しており、英国、中国、韓国、ベルギーの研究者グループは、この問題を解決するには新しい膜ベースのナノスケールろ過などの持続可能な新しい技術が必要であると述べ、さらに付け加えた公共下水システムや水路に着色剤が流入する前に着色剤を除去することを工業生産者に強制するには法律が必要である。
26月XNUMX日に掲載されました ネイチャーレビュー地球と環境、研究「環境への影響と染料を含む廃水の修復」は、バース大学、中国科学院、福建農林大学、韓国エネルギー技術研究院（KENTECH）、ベルギーのルーヴェン大学の学者によって書かれました。 。
この研究は、現在、低・中所得国で発生する染料を含む工業廃水の最大 80% が、未処理で水路に放出されるか、灌漑に直接使用されていることを浮き彫りにしています。 著者らは、これが人間、動物、植物の健康に直接的および間接的な幅広い脅威をもたらすと述べています。
健康と生態系に対するこれらの「深刻な」脅威にもかかわらず、著者らは、染料の使用をより持続可能にするため、または染料を含む廃水の処理のためのインフラ、投資、規制の取り組みが不十分であることを強調した。
バース大学（英国）の化学工学部講師であるミン・シェ博士は、この問題に対処するには多角的なアプローチが必要であると考えています。 「染料が水系に到達すると、私たちの食物連鎖の根幹である微生物に届く光を遮断し、その繁殖と成長を妨げることから、植物、土壌、動物、植物への有毒な影響などのより直接的な影響まで、いくつかの問題が発生します。」人間。
「化学的、生物学的、膜ベースの技術など、水から染料を除去する方法はいくつか考えられますが、染料が異なれば異なるアプローチが必要であり、染料が廃水システムに到達すると、処理プロセスは非常にエネルギーを消費する可能性があります。
「廃水や灌漑などの水系への染料の流入を阻止するには、世界的な規制の取り組みが必要です。 染料を含む廃水の処理の複雑さを考慮すると、解決策の XNUMX つは、産業界が排出する廃水が到達する前に染料を除去することを企業に強制することにより、集中的または地域的な処理方法の概念から、分散型で場所固有の発生源での処理に移行することです。公共水道システム。」
繊維産業は染料の最大の消費者です
最初の有機合成染料であるモーベインは 1865 年に発見され、世界的な染料産業の創設に拍車をかけました。 それ以来、10,000 種類以上の異なる染料が合成され、現在では世界の年間生産量は 1 万トンと推定されています。
染料はゴム、皮革のなめし、製紙、食品、医薬品、化粧品業界で使用されていますが、最大のユーザーである繊維業界は、生産された合成染料の 80% を消費し、年間約 70 億トンの染料を含む廃水を生成しています。
中国、インド、バングラデシュを合わせると、毎年約 3.5 億トンの繊維廃水を排出しています。 水汚染は合成染料によって悪化しており、水不足の問題を考慮すると、染料は環境と持続可能な開発の基本的な問題となっています。
未処理の染料は水域の着色を引き起こし、表層を通過する可視光の量を減少させ、水生植物の光合成を妨げ、食物連鎖に沿った影響を引き起こします。
水生食物連鎖の基盤を形成する微細藻類は、光合成の低下に最も敏感で、合成色素にさらされると成長阻害や細胞変形に見舞われます。 この影響と、その波及効果により食物連鎖を介したエネルギーと栄養素の移動が抑制され、水生生態系全体の崩壊につながる可能性があります。
この効果は魚でも観察されています。 染料は魚のえら、側線、または脳に沈着し、不規則な動き、呼吸困難、肝損傷、腎機能障害などの毒性影響を引き起こす可能性があります。 これらの影響は、捕食者にとっての魚の栄養価を低下させるだけでなく、繁殖率も低下させます。 有毒な染料は魚の脂肪組織に生体内蓄積する可能性もあり、食物連鎖全体を通じて人間や動物に健康上のリスクをもたらします。
染料による悪影響は、土壌中の微生物群集のバランスを乱す陸上や人間にも見られます。 染料への曝露は、アレルギー、喘息、皮膚炎や中枢神経系疾患などの疾患を引き起こす可能性があるほか、臓器の機能不全やがんリスクの増加を引き起こす可能性があります。
単一の治療法では解決策は得られない
このレビューでは、化学的、生物学的、物理的技術、および新たな先進的な膜ベースの技術を含む、染料を含む廃水のさまざまな修復技術を調査しています。 著者らは、染料を除去するための「特効薬」を提示する単一の技術はなく、いくつかの有望な方法はまだ大規模に技術的に準備ができていないことを発見した。
これを考慮して、彼らは政策立案者が主導する集団的な取り組みを提案し、高度な修復技術の導入を増やし、最も有毒な染料の使用を最小限に抑えるために繊維加工方法を変更することを提案している。
著者らはまた、潜在的な商業的推進力、つまり業界が廃水物質の処理、分離、再利用から新たな収益源を創出できる範囲を強調しています。
共著者で、KENTECH エネルギー材料およびデバイス/環境および気候技術トラックの Dong Han Seo 博士は次のように述べています。「染料を含む廃水は、いくつかの国で生活と環境に影響を与える最も困難な廃水の流れの XNUMX つです。 私たちのレビューは、有用な染料ときれいな水の両方を回収する高度な膜ベースの分離などの処理戦略を使用して廃水から染料を効果的にリサイクルする、循環経済の観点からこの課題に効果的に対処する方法についての最新の洞察を提供します。」
中国科学院のJiuyang Lin博士は次のように付け加えています。「このレビューは、新しい染色技術を使用して生産段階から染料のフットプリントをどのように削減できるかについての例を提供します。 染料を含む廃水に対する効果的な解決策に関するガイダンスは、他の困難な廃水の流れの処理に使用でき、将来の世代のために命と環境を守ることができます。」
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- 情報源： https://envirotecmagazine.com/2023/11/17/do-or-dye-synthetic-colours-in-wastewater-pose-a-threat-to-food-chains-worldwide/
