माइक्रोप्लास्टिक: क्या एआई और प्रकाश-चालित फोटोकैटालिसिस मदद कर सकते हैं? 2023 की समीक्षा

कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) डेटा विश्लेषण, दवाओं के विकास और कार्यों के स्वचालन में सहायता कर सकती है। इसकी उपयोगिता पर्यावरणीय अनुसंधान में भी है। वर्ष 2023 की इस समीक्षा में वाटरलू विश्वविद्यालय के माइक्रोप्लास्टिक पहचान संबंधी अध्ययन और अन्य शोध प्रयासों पर चर्चा की गई है।

माइक्रोप्लास्टिक को समझना

एआई की भूमिका समझने से पहले यह जानना उपयोगी है कि माइक्रोप्लास्टिक क्या हैं और उनसे पर्यावरण तथा स्वास्थ्य को कौन-से संभावित जोखिम हो सकते हैं।

माइक्रोप्लास्टिक क्या हैं?

माइक्रोप्लास्टिक छोटे प्लास्टिक कण होते हैं जिनका व्यास 5 मिलीमीटर से कम होता है।  वे विभिन्न स्रोतों से उत्पन्न होते हैं, जिसमें बड़े प्लास्टिक कचरे का टूटना, व्यक्तिगत देखभाल उत्पादों में माइक्रोबीड्स, और कपड़े धोते समय निकलने वाले सिंथेटिक फाइबर शामिल हैं।

दुर्भाग्यवश, इन सामग्रियों पर हमारी निर्भरता के कारण माइक्रोप्लास्टिक अब पर्यावरण में सर्वव्यापी हो गए हैं।  वे समुद्र, मीठे पानी की प्रणालियों और यहाँ तक कि हवा में भी पाए जाते हैं।  इसका एक कारण यह है कि उनका छोटा आकार उन्हें विभिन्न पारिस्थितिक तंत्रों में आसानी से ले जाने योग्य बनाता है और एक बार पर्यावरण में प्रवेश करने के बाद उन्हें हटाना और भी कठिन हो जाता है।

संभावित जोखिम

छोटे आकार और लंबे समय तक बने रहने के कारण माइक्रोप्लास्टिक चिंता का विषय हैं। जानवर इन्हें निगल सकते हैं, जिससे ये खाद्य श्रृंखला में पहुंच सकते हैं। संरचना, आकार और संपर्क की मात्रा के अनुसार भौतिक या रासायनिक नुकसान हो सकता है। कण आसपास के प्रदूषकों को भी बांध सकते हैं। शोधकर्ताओं ने मानव अपरा यानी प्लेसेंटा में माइक्रोप्लास्टिक मिलने की सूचना दी है। केवल कण मिलने से भ्रूण को नुकसान होने की पुष्टि नहीं होती।

इसके अतिरिक्त, उनका व्यापक प्रसार और टिकाऊपन उन्हें पारिस्थितिक तंत्रों में टूटने से तेज़ी से जमा कर देता है, जिससे दीर्घकालिक पारिस्थितिक और स्वास्थ्य जोखिम उत्पन्न होते हैं।

उनके मानव स्वास्थ्य पर पूर्ण प्रभाव अभी भी जांच के अधीन है, लेकिन यह बढ़ती चिंता है कि वे संभावित रूप से हानि पहुंचा सकते हैं।

चरम मौसम से माइक्रोप्लास्टिक का प्रसार

अध्ययन दर्शाते हैं कि हरिकेन माइक्रोप्लास्टिक के प्रसार को बढ़ा सकते हैं। कनाडाई शोधकर्ताओं ने मापा कि 2021 में लैरी हरिकेन के दौरान न्यूफ़ाउंडलैंड के एक तटीय स्थल पर अधिकतम 113,569 ± 29,215 माइक्रोप्लास्टिक कण प्रति वर्ग मीटर प्रतिदिन जमा हुए। यह एक स्थल पर वायुमंडलीय जमाव का माप था, पूरे उत्तर अटलांटिक का औसत नहीं।

इस प्रारंभिक अध्ययन और वायु प्रवाह के मॉडल ने समुद्र को कणों का संभावित प्रमुख स्रोत बताया। परिणाम दिखाते हैं कि तूफान कणों को समुद्र से भूमि और दूरदराज के क्षेत्रों तक ले जा सकते हैं। ये सभी लोगों के संपर्क का माप या किसी विशेष स्वास्थ्य नुकसान का प्रमाण नहीं हैं।

माइक्रोप्लास्टिक के बारे में क्या किया जा रहा है?

दुनिया भर के शोध दल माइक्रोप्लास्टिक को मापने, सीमित करने और प्रबंधित करने के तरीके विकसित कर रहे हैं। आगे दो शोध उदाहरण दिए गए हैं।

कृत्रिम बुद्धिमत्ता

वाटरलू विश्वविद्यालय के एक अंतर्विषयी दल ने अपने अध्ययन में माइक्रोप्लास्टिक की पहचान बेहतर बनाने के लिए एआई प्रणाली प्रस्तुत की।

PlasticNet, माइक्रो-एफटीआईआर के स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा में विभिन्न प्लास्टिक के विशिष्ट संकेत पहचानने के लिए डीप लर्निंग का उपयोग करता है। यह जानकारी निम्न क्षेत्रों के लिए उपयोगी हो सकती है:

• अपशिष्ट जल शोधन
• खाद्य उत्पादन

सटीक पहचान से अपशिष्ट जल शोधन संयंत्र और खाद्य उत्पादक प्रदूषण का आकलन करके लक्षित उपाय चुन सकते हैं।

PlasticNet को स्थानीय शोधन संयंत्र के नमूनों से अलग किए गए माइक्रोप्लास्टिक पर परखा गया था। यह कणों की पहचान करता था; स्वयं उन्हें पानी से हटाता नहीं था। आगे प्रशिक्षण और परीक्षण की आवश्यकता थी।

प्रकाश-चालित फोटोकैटालिसिस

एआई के अलावा प्लास्टिक कचरे को उपयोगी रसायनों में बदलने के लिए प्रकाश-चालित उत्प्रेरण का अध्ययन किया जा रहा है। एडिलेड विश्वविद्यालय के प्रोफेसर शिज़हांग क़ियाओ के साथ कार्यरत दल ने परमाणु स्तर पर वितरित पैलेडियम वाले टाइटेनियम डाइऑक्साइड उत्प्रेरक से पॉलीइथिलीन के रूपांतरण की जांच की।

प्रयोगशाला में पॉलीइथिलीन का पहले नाइट्रिक अम्ल से उपचार किया गया। इसके बाद प्रकाश की सहायता से हुई अभिक्रिया से एथिलीन और प्रोपियोनिक अम्ल बने। कुछ उत्पादों के प्रति उच्च चयनात्मकता का अर्थ पूरे प्लास्टिक का पूर्ण रूपांतरण नहीं है।

पॉलीइथिलीन आम है, लेकिन सभी माइक्रोप्लास्टिक इससे नहीं बने होते। अध्ययन ने पर्यावरण या मानव शरीर में बिखरे माइक्रोप्लास्टिक को सीधे हटाने की विधि सिद्ध नहीं की।

भविष्य में एआई ऐसी अभिक्रियाओं की निगरानी और अनुकूलन में सहायता कर सकता है। यह एक संभावित शोध दिशा है, इन दोनों अध्ययनों का पहले से सिद्ध संयुक्त परिणाम नहीं।

आप क्या कर सकते हैं?

प्लास्टिक कचरे को स्रोत पर कम करने से पर्यावरण में पहुंचने वाली मात्रा घट सकती है। रोजमर्रा के कुछ संभावित बदलाव नीचे दिए गए हैं।

एक बार उपयोग होने वाला प्लास्टिक कम करें: स्ट्रॉ, कटलरी और थैलियों जैसे छोटे उत्पाद बड़ी आबादी में काफी कचरा पैदा करते हैं। दोबारा उपयोग किए जाने वाले विकल्प इसे कम करने में मदद कर सकते हैं। इस दिशा में सरकारी पहल के उदाहरण भी मौजूद हैं।

कपड़ों के रेशों पर विचार करें: सिंथेटिक फ़्लीस अक्सर पॉलीइथिलीन टेरेफ़्थेलेट (पीईटी) से बनता है और उससे प्लास्टिक के रेशे निकल सकते हैं। ऊन जैसे प्राकृतिक रेशे प्लास्टिक के इस विशेष स्रोत से बचाते हैं, लेकिन कुल पर्यावरणीय प्रभाव उत्पादन, उपयोग और देखभाल पर भी निर्भर करता है।

ये आदतों में बदलाव के दो उदाहरण हैं। बोतलों और अन्य वस्तुओं का लंबे समय तक पुनः उपयोग भी उपयोग के तरीके और अवधि के अनुसार कचरा कम कर सकता है।

क्षेत्र की कंपनियां

ऊपर बताई गई विधियां शोध के चरण में हैं। नीचे दी गई कंपनियां पुनर्चक्रण या वैकल्पिक प्लास्टिक पर काम करती हैं; इसका अर्थ यह नहीं कि वे PlasticNet या वर्णित फोटोकैटालिटिक प्रक्रिया का उपयोग करती हैं।

*नीचे के आंकड़े मूल 2023 समीक्षा के पुराने, अद्यतन नहीं किए गए वित्तीय स्नैपशॉट हैं, वर्तमान मूल्यांकन नहीं। बताए गए ऋणात्मक पी/ई अनुपात घाटे वाली कंपनियों के मूल्यांकन का सार्थक माप नहीं हैं। वर्तमान आंकड़ों और कंपनी की स्थिति की जांच करें।*

1. PureCycle Technologies, Inc.

PCT मूल्य चार्ट

PureCycle, विलायक, तापमान और दबाव की सहायता से पॉलीप्रोपाइलीन का शुद्धीकरण विकसित करती है। इसमें प्लास्टिक को मोनोमर में तोड़े बिना रंग, गंध और अशुद्धियां हटाई जाती हैं। कंपनी ने 25 अप्रैल 2023 को इरॉन्टन संयंत्र का यांत्रिक निर्माण पूरा होने की घोषणा की थी। पूर्ण संचालन पर इसकी घोषित क्षमता सालाना 10.7 करोड़ पाउंड पुनर्चक्रित रेजिन थी; यह पहले से प्राप्त वार्षिक उत्पादन नहीं था।

2. Loop Industries, Inc.

LOOP मूल्य चार्ट

Loop Industries (LOOP ) डीपॉलिमराइज़ेशन से कठिनाई से पुनर्चक्रित होने वाले पीईटी और पॉलिएस्टर रेशों को उनके मोनोमर में तोड़ती है। L’Oréal ने पुनर्चक्रित पीईटी के लिए Loop के साथ साझेदारी की घोषणा की थी। पहले से प्रदर्शित L’Oréal की एंजाइम से पुनर्चक्रित बोतल में Carbios की तकनीक इस्तेमाल हुई थी। Loop और SK Geo Centric की 2023 में घोषित उल्सान संयंत्र साझेदारी 14 जनवरी 2025 को समाप्त हो गई।

3. Danimer Scientific, Inc

Danimer Scientific जैव-आधारित प्लास्टिक विकसित करती थी, जिसमें सूक्ष्मजीवों द्वारा वनस्पति तेल से बनाए गए पॉलिएस्टर शामिल थे। जैव-अपघटन और कम्पोस्ट बनने की क्षमता उत्पाद तथा उपयुक्त परिस्थितियों पर निर्भर करती है। कंपनी 2020 में एसपीएसी विलय से सार्वजनिक हुई, लेकिन यह निरंतर वृद्धि का प्रमाण नहीं है। Danimer और उसकी सहायक कंपनियों ने 18 मार्च 2025 को अमेरिकी दिवालियापन कानून के चैप्टर 11 के तहत आवेदन किया।

अंतिम विचार

एआई माइक्रोप्लास्टिक की पहचान बेहतर कर सकता है, जबकि कुछ प्लास्टिक कचरे को उपयोगी उत्पादों में बदलने के लिए फोटोकैटालिसिस का अध्ययन जारी है। प्रभावशीलता, सुरक्षा और आर्थिक उपयोगिता का आगे मूल्यांकन आवश्यक है।

निरंतर अनुसंधान एक अधिक टिकाऊ और पर्यावरण-सचेत भविष्य बनाने में योगदान दे सकता है।