【微塑料污染的解决措施】溶解微塑料污染的解决方案

2021-05-06 - 微塑料

南澳大利亚阿德莱德大学的研究人员发现,塑料在环境中分解的副产品可以作为微生物的能源加以利用。据南澳大利亚媒体Lead的一篇文章称,尽管家庭废水和全球水生系统中的微塑料污染是已知的对海洋生物和人类健康的威胁,但有效控制和净化微塑料的先进技术在很大程度上仍不发达。根据发表在《物质》杂志上的一项研究,研究人员正通过使用带有氮的微小螺旋形碳基磁铁来解决这一问题,以帮助促进一种分解微塑料的化学物质的生成。

微塑料污染的解决措施

这项研究的资深作者、阿德莱德大学化学工程教授Shaobin Wang说,“微塑料在水中传播时会吸附有机和金属污染物,当它们在水中传播时,这些有害物质会释放到水生生物中,导致它们在食物链中一路累积。碳纳米刺激物足够坚固和稳定,可以将这些微塑料分解成不会对海洋生态系统构成如此威胁的化合物。”

微塑料污染的解决措施

虽然通常肉眼看不见,但微塑料是无处不在的污染物。有些物质,例如在流行化妆品中发现的去角质珠,实在太小,无法在工业水处理过程中过滤掉。另一些则是间接产生的,因为暴露在阳光和沙子下的塑料瓶等较大的碎片会降解。

为了分解微塑料,研究人员必须制造一种叫做活性氧的短命化学物质,这种化学物会引发连锁反应,将组成微塑料的各种长分子切割成微小的无害碎片,溶解在水中。

Wang说,这些中间产物和副产品可以作为藻类等微生物的能源加以利用。他说:“如果塑料污染物可以被重新用作藻类生长的食物,这将是利用生物技术以既环保又经济的方式解决环境问题的一次胜利。”

活性氧通常使用诸如铁或钴等重金属来生产,这些重金属本身就是危险的污染物,因此不适合在环境中使用。研究人员发现碳纳米管是一种更环保的解决方案。

形状像弹簧的碳纳米管催化剂在短短8小时内去除了相当一部分的微塑料,同时在分解微塑料所需的苛刻氧化条件下保持自身的稳定性。

碳纳米管的卷曲形状增加了稳定性并使反应表面积最大化。通过将少量锰埋在纳米管表面以下,以防止其渗入水中,微小的弹簧就具有了磁性。

该项目的联合负责人、阿德莱德大学化学工程研究员Xiaoguang Duan博士说:“能利用磁性纳米管特别令人兴奋,因为这使得从废水流中收集它们,以便在环境修复中重复使用变得更加容易。”

由于没有两种微塑料在化学上是相同的,研究人员的下一步工作将是确保纳米探针对不同组成、形状和来源的微塑料起作用。他们还打算继续严格确认在微塑料分解过程中作为中间体或副产品出现的任何化合物的无毒性。

这项研究得到了澳大利亚研究委员会、中国国家自然科学基金和广东省科学技术计划的支持。

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