科学家将塑料垃圾转化为有价值的土壤添加剂-天天日报

来源：cnBeta 　2023-01-14 05:35:44

在最近的一项研究中，UCR的化学和环境工程助理教授Kandis Leslie Abdul-Aziz和她的同事详细介绍了一种将塑料垃圾转化为高度多孔的木炭或碳的方法，其表面积高达每克质量约400平方米。这种木炭可以捕获碳，并有可能被添加到土壤中，以改善土壤的保水性和农田的通气性。它还可以在自然分解时给土壤施肥。

然而，Abdul-Aziz警告说，还需要做更多的工作来证实这种木炭在农业中的效用。

(相关资料图)

塑料制炭过程是在加州大学河滨分校马兰和罗斯玛丽-伯恩斯工程学院开发的。它涉及将两种常见的塑料之一与玉米废料--剩余的秸秆、叶子、外壳和棒子--统称为玉米秸秆。然后用高度压缩的热水对混合物进行烹制，这一过程被称为水热碳化。

高度多孔的炭是用聚苯乙烯（用于泡沫塑料包装的塑料）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（或称PET）生产的，这种材料通常用于制造水和苏打水瓶以及其他许多产品。

加利福尼亚州河滨市费尔蒙特公园的小河床上的塑料垃圾。资料来源：David Danelski/UCR的照片

在这项研究之前，曾有过一次单独使用玉米秸秆来制作活性炭的成功尝试，用于过滤饮用水中的污染物。在早期的研究中，仅用玉米秸秆制成的木炭经氢氧化钾活化后，能够吸收测试水样中98%的污染物香兰素。

在后续研究中，Abdul-Aziz和她的同事想知道由玉米秸秆和塑料结合制成的活性炭是否也能成为一种有效的水处理媒介。如果是这样，塑料废料可以被重新利用来清理水污染。但她说，由这种混合物制成的活性炭只吸收了测试水样中约45%的香兰素--使其对水的净化没有效果。

她说："我们的理论是，在材料的表面可能还有一些残留的塑料，这阻止了表面上这些（香兰素）分子的一些吸收。"

木炭和活性炭的制作过程

尽管如此，通过结合塑料和植物生物质废物制造高孔隙率木炭的能力是一个重要的发现，正如发表在ACS Omega杂志上的论文《塑料和玉米秸秆共同分解产生木炭和活性炭的协同和拮抗作用》所详细描述的那样。主要作者是Mark Gale，他曾是UCR的博士生，现在是Harvey Mudd学院的讲师。UCR的本科生Peter Nguyen是共同作者，Abdul-Aziz是通讯作者。

"这可能是一种非常有用的生物炭，因为它是一种非常高的表面积材料，"Abdul-Aziz说。"因此，如果我们只是停留在木炭上，而不是让它在变成活性炭，我认为有很多有用的方法，我们可以利用它。"

塑料本质上是一种固体形式的石油，它在环境中积累，在那里污染、纠缠、窒息并杀死不慎摄入的鱼、鸟和其他动物。塑料也会分解成微粒子，进入我们的身体，损害细胞或诱发炎症和免疫反应。不幸的是，回收旧塑料的成本比用石油制造新塑料的成本更高。

阿卜杜勒-阿齐兹的实验室采取了一种不同的回收方法。它致力于将塑料和植物生物质废料等有害的废品通过升级改造成有价值的商品重新投入经济循环。

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