科学新突破！水中的微塑料也可以这样清除
淡水是人类生存的宝贵资源，滋养万物生长，维持生态系统平衡。然而，随着人口的增长、工业的发展和气候的变化，淡水资源的短缺已经成为世界上最严峻的考验之一。
在淡水资源短缺的同时，一种名为微塑料的污染物悄然“出现”。微塑料不仅难以被传统的污水处理设备阻挡，还可以轻松通过土壤颗粒对地下水资源造成严重污染。在淡水资源短缺和微塑料污染的多重影响下，淡水资源的“防御战”已经开始。
微塑料是什么，它的来源是什么？
微塑概念可以追溯到2004年，在《科学》中，英国普利茅斯大学的研究人员（Science）一篇关于海洋水质和沉积物中塑料碎片的文章在杂志上发表，首次提出了“微塑料”的概念。
微塑料是指直径小于5毫米的塑料碎片和颗粒，是各种形状的不均匀塑料颗粒结合体，很难通过人眼识别。微塑料聚集在水中，被形象地称为“海中的PM2.5”。
微塑料在环境中广泛存在。2018年，研究人员在马里亚纳海沟发现了微塑料碎片；2019年，微塑料出现在珠穆朗玛峰附近的积雪中。大量微塑料的出现对生态环境和健康构成了极大的威胁。
根据来源的不同，微塑料分为初生微塑料和次生微塑料。
新生微塑料主要用作化学原料或添加剂，如化妆品中含有的微塑料颗粒(微珠)，以及塑料颗粒和树脂颗粒作为化学原料。此外，洗衣服时衣物纤维的脱落和塑料包装材料的分解也会带来微塑料。
次生微塑料是通过物理、化学和生物过程在环境中逐渐粉碎大型塑料废物而形成的。这些过程包括损坏、紫外线辐射、冻融和降解。这些微塑料通过废水处理厂的排放和河流的运输进入自然环境，对人类健康构成威胁。
有什么方法可以处理微塑料？
当前，微塑料的处理工艺主要包括物理分离、化学降解和降解。
物理分离主要通过筛选和过滤将微塑料与其他物质分离，常用于废水、海水等水中的微塑料处理。物理分离技术可以快速将微塑料从水中分离出来，操作方便，易于实施。但是这种方法去除效率低，很难去除纳米其他微塑料。
化学降解利用化学药物在特定条件下进一步将微塑料分解成小分子，常用于固体废物和废水中的微塑料处理。这种方法可以将微塑料完全分解成小分子，适用于各种类型的微塑料处理。但化学物质的应用成本较高，使用不当也可能对环境造成二次污染。
降解是一种环保绿色的处理方法。微塑料通过微生物降解成气体、水和对生物无害的物质。这种方法广泛应用于土壤和水中的微塑料处理。微塑料分解时降解对环境影响不大，但降解速度相对较慢，降解过程受环境因素影响较大，难以准确控制。
"一石二鸟"：生产淡水 清除微塑料
中国科学家于2024年7月19日在《自然-通信》中（Nature Communications）该期刊发表了一个太阳能蒸发平台，通过高效界面。（ISEP）去除水中微塑料的研究结果。这个挥发平台可以在生产淡水的同时去除水中的微塑料。
1、高效率淡水生产能力
水蒸气平台是淡水生产的基础，它将光能转化为热能，促进水分蒸发，达到降低水中离子浓度的效果。
在实验过程中，研究人员使用商业碳毡作为基础材料，并准备了水蒸发平台。碳毡是一种三维材料，具有高光热转换效率和亲水多孔材料。该材料可以将吸收的太阳能转化为热能，其多孔材料有利于水分的快速传递和挥发，大大提高了淡水的生产效率。
实验结果表明，3D太阳能蒸发平台(3D-ISEP）在一个太阳光照度下，蒸发率为2.10公斤(每平方米一小时)，是纯水蒸发率的4.5倍，在不同的溶液(不同的pH值、微塑料浓度和尺寸)中表现出稳定的挥发性。
2、强大的微塑料清除能力
研究人员通过嫁接方式将聚乙烯亚胺（PEI）碳毡表面负荷，制备了“碳毡-聚乙烯亚胺”（CP-PEI）“复合材料。聚乙烯亚胺富含氨基团，具有良好的微塑料吸附能力，赋予复合材料去除水中微塑料的能力。
试验结果表明，使用碳毡-聚乙烯亚胺（CP-PEI）“复合材料构建的水蒸发平台在一次太阳光照射下，微塑料去除率在6小时后达到100%。即使在黑暗的环境中，水蒸发平台仍然有18%的微塑料去除率。
3、挥发性平台生产的淡水可以直接饮用
研究人员设计的太阳能水蒸发平台提供了“双赢”的解决方案，解决了淡水资源短缺和水资源被微塑料污染的多重问题。在真实的海水环境中，太阳能蒸发平台不仅可以有效去除海水中的微塑料和颗粒，还可以显著降低离子浓度，其凝结水可以达到世界饮用水标准。
结语
微塑料已经成为国际社会广泛关注的四大新污染物之一。它们在水中的聚集不仅对环境造成了很大的污染，而且对我们的身体也有慢性危害。去除水中的微塑料迫在眉睫。让我们从一点一滴开始，用科技力量打败淡水资源短缺和水污染带来的挑战。
本文仅代表作者观点，版权归原创者所有，如需转载请在文中注明来源及作者名字。
免责声明：本文系转载编辑文章，仅作分享之用。如分享内容、图片侵犯到您的版权或非授权发布，请及时与我们联系进行审核处理或删除，您可以发送材料至邮箱：service@tojoy.com