2019年08月09日 星期五
巧借太空技术 去除水中有害微塑料

摇曳烛光

    □ 李大光

    18岁的爱尔兰青年菲昂·费雷拉(Fionn Ferreira)因发现了一种去除水中有害微塑料的方法,于2019年7月29日获得了谷歌科学博览会的比赛大奖和5万美元的奖金。

    微塑料,即长度小于5毫米的塑料微粒,在进入河流和海洋等较大水体之前,会在废水中积累。1963年,美国国家航空航天局(NASA)工程师史蒂夫·帕佩尔提出了一种让火箭燃料具有磁性的方法,让它执行阿波罗任务期间在零重力的情况下四处移动。费雷拉利用NASA这种技术,发明了一种铁磁液体,这种磁性液体可以去除水中有害塑料颗粒。如今,这种物质有助于控制扬声器的振动,并密封电子设备,使它们不会被碎片堵塞。这也是费雷拉从水中去除塑料微粒计划的关键部分。与火箭燃料不同的是,费雷拉的混合物对环境无害,能从各种各样的水中吸收塑料,包括河流和海洋中的塑料。 

    费雷拉住在爱尔兰南部海滨地区西科克的一个偏远小岛上。有一天,当他划独木舟时,在岸边发现了一块岩石,上面覆盖着泄漏的石油。附着在岩石上的是不到5毫米的塑料微粒——科学家们称之为“微塑料”。由于微塑料只有芝麻粒大小,尽管科学家们一直在努力寻找将它们从环境中去除的方法,但是收效甚微。但当费雷拉看到海岸上这些石油涂层岩石的时候,他开始思考:“在化学中,物以类聚”。塑料和石油是非极性的,这意味着它们很可能在自然界中彼此粘在一起,他认为同样的效果可以用扬声器和电子设备中发现的磁性液体来实现。

    微塑料碎片的源头多样,包括美容产品、牙膏、微纤维毛巾,以及随着时间推移而分解的更多的塑料碎片。微塑料在海洋等水体中堆积,对海洋生物构成威胁,同时也会进入我们的食物和水中,对人类构成威胁。科学家主要的担忧是,微塑料可能携带邻苯二甲酸盐和双酚A等有毒化学物质进入我们的身体。这些化学物质与癌症和生殖问题有关。研究发现,尽管微塑料是微塑料污染的主要来源,但世界上的废水处理厂并不具备过滤微塑料的能力也是导致微塑料污染的主要原因之一。

    费雷拉说,他研制的混合物中最独特的部分是,它可以用来去除例如家庭、企业和工业工厂废水中的塑料。在他的实验中,将铁水注入被微塑料污染的小玻璃杯中。起初,由于磁铁的作用,水变成了黑色,但是当把一块磁铁放在玻璃杯子里时,水开始吸收所有的液体。最终,玻璃杯子里的水是清澈的,而且大部分不含塑料。

    费雷拉的磁性液体可以从他提取的水样中去除88%的微塑料污染物。在他测试的10种微塑料中,最难去除的纤维来自聚丙烯,这是一种用于产品包装的塑料。最容易去除的纤维是洗衣机过滤器释放出来的纤维,这是一个重要的发现,因为洗衣机是微塑料污染的一个常见来源。

    费雷拉的实验表明这种液体可以从水中提取塑料微粒。他获奖后说,将在今后尝试运用他的废水处理理念,进行更广泛的其他方法的实验,为清除这种人类造成的污染而努力。“我并不是说我的项目就是彻底解决方案,真正的解决办法是我们完全停止使用塑料。用其他的材料替代塑料,只有这样才能彻底将人类从这种致命的污染中拯救出来。”

    (作者系中国科学院大学教授、国际科学素养促进中心研究员)

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