全生物质纤维海绵:应对微塑料污染挑战的创新解决方案

2024年12月05日

随着全球对环境问题的关注日益增加,微塑料污染已成为一个紧迫且复杂的挑战。据估计,每年有数百万吨的塑料垃圾进入海洋和陆地生态系统,其中微塑料(尺寸小于5毫米的塑料颗粒)不仅难以降解,而且能够吸附有害化学物质,并通过食物链影响生物健康。最近,武汉大学资源与环境科学学院邓红兵教授团队与华中科技大学周雪教授团队合作,开发了一种创新的、可重复使用的全生物质纤维海绵,为解决这一问题提供了新的希望。该研究成果已发表在国际学术期刊《科学进展》上。


这种新型纤维海绵由两种常见的生物质原料制成:从废弃乌贼骨中提取的甲壳素和棉花。这两种成分赋予了材料独特的物理和化学特性,使其具备多孔结构和丰富的表面官能团,从而能够高效地吸附水中的微塑料。研究团队特别强调,该材料不仅能够去除来自食品包装、纺织品和其他工业产品的多种常见微塑料,还能够在实际水域条件下保持稳定的性能。


为了检验这种全生物质纤维海绵的实际效果,研究人员使用了灌溉水、湖水、海水和池塘水四种不同类型的水源样本进行了测试。实验结果显示,该材料的吸附能力不受水中无机颗粒、重金属、有机污染物和微生物的影响,证明其在复杂自然环境中具有出色的稳定性和可靠性。更值得注意的是,在首次吸附循环中,这种海绵可以去除水中99.8%的微塑料;即使经过五个吸附-清洗循环后,它仍然能够保持超过95%的去除率,显示出优异的可重复使用性。


“我们非常高兴看到这种材料在实验室和实地测试中的表现。”论文通讯作者邓红兵教授表示,“这表明我们的全生物质纤维海绵不仅是一种高效的微塑料清除工具,而且具有显著的经济和环境效益。”

考虑到当前全球范围内微塑料污染的严重程度,寻找一种既有效又经济的解决方案显得尤为重要。邓红兵教授指出,这种全生物质纤维海绵的制备过程相对简单,成本低廉,非常适合大规模生产和广泛应用。“我们相信,这种材料在未来不仅可以用于大型水处理设施,还可以集成到家用净水器中,帮助家庭用户减少饮用水中的微塑料含量。”他补充道。


此外,由于该材料完全由可再生资源制成,因此在使用寿命结束后可以自然降解,不会对环境造成二次污染。这对于推动循环经济的发展,减少塑料垃圾的总量具有重要意义。


这项由武汉大学和华中科技大学共同完成的研究,展示了如何通过创新的材料科学手段来应对环境挑战。全生物质纤维海绵的出现,为清除水体中的微塑料提供了一个切实可行的新途径。随着进一步的研究和技术优化,这类环保材料有望在全球范围内得到推广和应用。未来,我们可以期待更多类似的创新成果,共同构建一个清洁、健康的生态环境。

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