從河流到湖泊，從大江到海洋，有著“白色污染”之稱的塑料垃圾，對人們的生活環境造成了嚴重污染。而微納尺度的塑料作為一種新興污染物，更是對環境和人體健康具有潛在危害。
面對這些潛在威脅，開發高效去除水環境中微納塑料的技術迫在眉睫。日前，廣西科學院生態環境研究所環境新型污染物綜合治理與生態修復創新團隊李婉赫研究實習員、黃慨研究員、王俊教授等開發了一種新型磁性材料，可對水環境中的微納塑料進行快速去除，該項研究成果近日發表在國際期刊《整體環境科學》上。
新型磁性材料同時具有親水和疏水特性
“微納塑料在水環境中廣泛分布已是不爭的事實，它會對人類健康構成潛在威脅?！?nbsp;王俊表示，由于微納塑料體積小，很容易被水生生物吸收，最終進入食物鏈從而對人類產生危害。
“塑料顆粒納米化后，其在水體中的分散作用更強，疏水性變弱，常規的吸附材料難以在水體中有效地吸附納米級塑料顆粒?！秉S慨表示，為此，團隊設計并研制了一種同時具有親水和疏水特性的雙親性磁性材料，該材料既能在水體自由分散又能尋找并吸附微納塑料微粒，從而達到高效去除水中微納塑料的效果，實現生態環境修復的目標。
李婉赫介紹，雙親性磁性材料是一種具有化學不對稱性的磁性粒子，其表面具有兩種或兩種以上性質相反的化合物。這種不對稱性賦予了粒子獨特的特性，使材料同時具備親水和疏水，極性和非極性等特點。
“團隊開發的這種新型雙親性磁性材料，是以磁性微球為原料，通過皮克林乳液定向控制和磷酸基高分子定向表面修飾，得到的一種單側花狀結構的雙親性磁性粒子。這種粒子具有適宜的表面結構與特性，粒子親水側具有的親水性有利于粒子在水環境中分散，充分與其他粒子接觸，疏水側則表現出較強的吸附帶負電荷塑料粒子的能力。在磁場中，這種雙親性磁性材料能夠實現微納塑料的吸附，從而完成對水環境中微米級和納米級塑料微粒的分離。”李婉赫說。
未來或能廣泛應用于水環境治理
李婉赫表示，這種新型雙親性磁性材料對低濃度高度納米化的微納塑料具有更顯著的吸附能力。目前從吸附動力學和熱力學研究上看，它對聚苯乙烯（PS）微粒的吸附速率為每分鐘0.759，每克能吸附2.72克聚苯乙烯微粒。而它對聚乙烯（PE）微粒的吸附速率為每分鐘0.539，每克能吸附2.42克聚乙烯微粒。這些吸附能力數據比非雙親性吸附材料都要高，因此它在處理聚苯乙烯和聚乙烯兩種微納塑料方面具有更強的競爭優勢。
作為團隊的最新研究成果，該材料在許多領域具有實用價值?！八粌H可以應用于水環境中微納塑料顆粒的吸附治理，未來也能應用于水環境中抗生素和其他永久性有機污染物的吸附治理，團隊正在逐步對相關應用領域開展研究工作。”黃慨說。
黃慨表示，未來，團隊將會設計強化吸附材料的親水側作用，同時完善雙親性磁性材料對不同目標物的吸附選擇性與吸附能力，掌握更豐富的吸附數據，構建各類型塑料微粒的吸附數據庫。同時團隊還將與自來水廠合作，設計去除微納塑料微粒的集成裝置模塊，為今后大規模工程化應用研究提供基礎數據。
