Airborne Microplastic Generation and Transport from 3D Printing Activities in a University Setting
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि एक विश्वविद्यालय मेकरस्पेस में 3D प्रिंटिंग गतिविधियाँ मुख्य रूप से पॉलीमिथाइल मेटाक्रायलेट से बने वायुजनित माइक्रोप्लास्टिक्स को तत्काल कार्यक्षेत्र और आसपास के क्षेत्रों में उत्पन्न और प्रसारित करती हैं, जो उच्च शिक्षा परिवेशों में एक संभावित स्वास्थ्य जोखिम को रेखांकित करती हैं।
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हम अपना अधिकांश जीवन इमारतों के भीतर बिताते हैं, ऐसी हवा में सांस लेते हैं जो हमारे घरों, कार्यालयों और स्कूलों के माध्यम से संचारित होती है। जबकि हम अक्सर दिखाई देने वाली धूल या तेज रासायनिक गंध के बारे में चिंतित रहते हैं, एक नई चिंता उभर कर सामने आई है जो अदृश्य, सूक्ष्म प्लास्टिक के टुकड़ों से संबंधित है। ये माइक्रोप्लास्टिक्स हैं, ऐसे कण जो इतने छोटे होते हैं कि वे एक मानव बाल की चौड़ाई से लेकर रेत के दाने के आकार तक होते हैं। क्योंकि ये बहुत हल्के होते हैं, इसलिए ये उस हवा में तैर सकते हैं जिसमें हम सांस लेते हैं और हमारी मेजों, कपड़ों और भोजन पर जम सकते हैं। एक बार सांस के जरिए अंदर जाने के बाद, ये कण फेफड़ों की गहराई तक जा सकते हैं, जिससे इस बात पर सवाल उठते हैं कि वे हमारे दीर्घकालिक स्वास्थ्य को कैसे प्रभावित कर सकते हैं। जैसे-जैसे वैश्विक स्तर पर प्लास्टिक का उपयोग बढ़ रहा है, वैज्ञानिक यह समझने का प्रयास कर रहे हैं कि ये कण कहाँ से आते हैं और वे उन स्थानों में कैसे घूमते हैं जहाँ हम रोज़ाना मौजूद रहते हैं।
इन वायुजनित कणों का एक विशिष्ट स्रोत सामने आया है: विश्वविद्यालय की कार्यशालाओं (वर्कशॉप) और मेकर्सस्पेस में पाए जाने वाले 3D प्रिंटर। ये मशीनें प्लास्टिक के एक पतले तार, जिसे फिलामेंट कहा जाता है, को गर्म करके और फिर एक वस्तु बनाने के लिए उसे परत दर परत बाहर निकालकर काम करती हैं। हालांकि यह तकनीक छात्रों को भौतिक मॉडल डिजाइन करने और बनाने की अनुमति देने के लिए सराही जाती है, लेकिन प्लास्टिक को पिघलाने की प्रक्रिया आसपास की हवा में सूक्ष्म कणों को छोड़ सकती है। फ्लोरिडा विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने यह पता लगाने का निर्णय किया कि एक व्यस्त विश्वविद्यालय मेकर्सस्पेस में वास्तव में क्या होता है। वे जानना चाहते थे कि क्या 3D प्रिंटर इन सूक्ष्म प्लास्टिक के टुकड़ों को छोड़ रहे हैं, वे टुकड़े मशीनों से कितनी दूर तक जाते हैं, और इसमें किस प्रकार के प्लास्टिक शामिल हैं।
उत्तर खोजने के लिए, शोध टीम ने एक मेकर्सस्पेस में एक सावधानीपूर्वक प्रयोग स्थापित किया जहाँ छात्र और कर्मचारी नियमित रूप से बारह अलग-अलग 3D प्रिंटरों का उपयोग करते हैं। यह स्थान दोपहर और शाम के समय खुला रहता है, जहाँ लोग इंजीनियरिंग प्रोटोटाइप से लेकर कपड़े की वस्तुओं तक विभिन्न परियोजनाओं पर काम कर रहे होते हैं। वैज्ञानिकों ने एक सप्ताह की अवधि के दौरान गिरती हुई धूल को पकड़ने के लिए छह अलग-अलग स्थानों पर साफ कांच के बीकर रखे। कुछ बीकर प्रिंटरों के काले सुरक्षात्मक आवरणों के अंदर रखे गए थे, कुछ मशीनों के ठीक बाहर रखे गए थे, और अन्य वर्कबेंच पर या कमरे के बाहर भी रखे गए थे। इस व्यवस्था ने उन्हें यह देखने की अनुमति दी कि क्या कण स्रोत के करीब रहते हैं या इमारत के माध्यम से बहकर दूसरी जगह जाते हैं। उन्होंने एक नियंत्रण नमूना (कंट्रोल सैंपल) भी शामिल किया ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि उन्हें मिला कोई भी प्लास्टिक हवा से आया है न कि संग्रह के लिए उपयोग किए गए उपकरणों से।
नमूने एकत्र करने के बाद, शोधकर्ताओं ने एक शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शी (माइक्रोस्कोप) के नीचे उनकी जांच की और सामग्रियों की पहचान करने के लिए एक विशेष रासायनिक विश्लेषण उपकरण का उपयोग किया। उन्होंने पाया कि हर एक स्थान पर माइक्रोप्लास्टिक्स मौजूद थे, प्रिंटर बॉक्स के अंदर से लेकर कमरे के बाहर के क्षेत्र तक। सबसे आम कण छोटे, काले और अनियमित टुकड़े थे। प्रिंटर केसिंग के अंदर, ये काले कण प्रचुर मात्रा में और तीखे किनारों वाले थे, जो यह संकेत देते थे कि वे सीधे प्रिंटिंग प्रक्रिया द्वारा निर्मित हुए थे। जैसे-जैसे शोधकर्ता मशीनों से दूर गए, इन काले कणों की संख्या कम होती गई, लेकिन वे गायब नहीं हुए। वे वर्कबेंच पर और यहाँ तक कि मेकर्सस्पेस के बाहर भी पता लगाने योग्य थे, जो यह सिद्ध करता है कि कण हवा के माध्यम से यात्रा कर रहे थे और उन क्षेत्रों में जमा हो रहे थे जहाँ छात्र अध्ययन या विश्राम कर सकते हैं।
रासायनिक विश्लेषण से पता चला कि इन काले कणों को बनाने वाली प्राथमिक सामग्री पॉलीमिथाइल मेथैक्रिलेट (polymethyl methacrylate) थी, जो एक प्रकार का प्लास्टिक है जिसका उपयोग अक्सर 3D प्रिंटिंग में किया जाता है। शोधकर्ताओं ने मापा कि यह प्लास्टिक विभिन्न क्षेत्रों में फर्श पर कितनी मात्रा में जमा हुआ। उच्चतम मात्रा सीधे प्रिंटर केसिंग के अंदर पाई गई, जैसा कि अपेक्षित था। हालाँकि, केसिंग के ठीक बाहर और कमरे के अन्य हिस्सों में भी महत्वपूर्ण मात्रा पाई गई। इसने इस बात की पुष्टि की कि प्रिंटिंग गतिविधि इन कणों की एक निरंतर धारा उत्पन्न कर रही थी जो तत्काल क्षेत्र से बाहर निकल सकती है। दिलचस्प बात यह है कि अध्ययन में अन्य प्रकार के प्लास्टिक भी मिले, जैसे कि नायलॉन और पॉलीप्रोपलीन, जो उन क्षेत्रों में थे जहाँ लोग कपड़ों की परियोजनाओं पर काम कर रहे थे। इससे यह सुझाव मिला कि जबकि 3D प्रिंटर एक प्रमुख स्रोत थे, कमरे के लोगों की दैनिक गतिविधियाँ, जैसे सिंथेटिक कपड़े पहनना या प्लास्टिक की थैलियों को संभालना, भी हवा में कणों के मिश्रण में योगदान दे रही थीं।
टीम ने यह भी देखा कि कुछ मशीनों पर लगे फिल्टर इन कणों को रोकने में कितने प्रभावी थे। स्थान के छह प्रिंटर ऐसे फिल्टर से लैस थे जिन्हें उत्सर्जन को पकड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया था। जब उन्होंने फिल्टर वाले मशीन बनाम बिना फिल्टर वाली मशीन के कणों की तुलना की, तो उन्हें एक स्पष्ट अंतर दिखाई दिया। फिल्टर बड़े कणों को पकड़ने में बहुत अच्छे थे, लेकिन बहुत छोटे टुकड़ों, जो 15 माइक्रोमीटर से भी छोटे थे, की एक बड़ी संख्या उनके माध्यम से निकल जाने में सफल रही। क्योंकि ये सूक्ष्म कण इतने छोटे होते हैं, वे हवा में बहुत लंबे समय तक निलंबित रह सकते हैं और फेफड़ों की गहराई में सांस के साथ जाने की अधिक संभावना रखते है। तथ्य यह है कि वे प्रिंटर बॉक्स के बाहर भी पाए गए, भले ही फिल्टर का उपयोग किया जा रहा था, यह दर्शाता है कि वर्तमान फिल्ट्रेशन विधियाँ कमरे में मौजूद लोगों को जोखिम से पूरी तरह बचाने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकती हैं।
यह अध्ययन एक विश्वविद्यालय परिवेश में 3D प्रिंटिंग गतिविधियों द्वारा माइक्रोप्लास्टिक्स के छोड़े जाने और फैलने का पहला विस्तृत विवरण प्रदान करता है। निष्कर्ष बताते हैं कि ये मशीनें वायुजनित प्लास्टिक कणों का एक महत्वपूर्ण स्रोत हैं जो तत्काल कार्यक्षेत्र से परे जा सकते हैं। जबकि मशीनों पर लगे फिल्टर बड़े मलबे को कम करने में मदद करते हैं, वे सबसे छोटे, सांस के माध्यम से शरीर में जाने वाले कणों को नहीं रोक पाते हैं। जैसे-जैसे स्कूलों और कार्यालयों में 3D प्रिंटिंग अधिक सामान्य होती जा रही है, इन कणों के संचलन और संचय को समझना इनडोर वायु गुणवत्ता को सुरक्षित रखने के लिए आवश्यक है। यह शोध इन सूक्ष्म टुकड़ों को पकड़ने के लिए बेहतर रणनीतियों की आवश्यकता पर प्रकाश डालता है, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि 3D प्रिंटिंग की रचनात्मक क्षमता हमारी सांस ली जाने वाली हवा की कीमत पर न आए।
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