海洋塑膠汙染嚴重傷害生態。圖/法新社
編譯/韋士塔
海綿是生活中隨處可見的工具,且歷史悠久;過去數千年來,人類使用乾燥的天然海綿來清潔、繪畫,或把海綿當成吸取水、蜂蜜等液體的容器,後來更出現人造海綿,同樣擁有海綿以細小孔洞捕獲微小顆粒的特性。
時至今日,海綿已被應用於去除水中汙染物,例如海上漏油的處理,科學家更嘗試使用不同的材料製造海綿,用來吸取水中的塑膠微粒。
塑膠微粒對人類健康及自然生態的危害日益嚴峻,也成為世界各地政府、科學家亟欲解決的棘手問題;2023年8月,中國大陸科學家在Science Direct科學資料庫平台發表研究報告,公布他們開發的合成海綿。
研究團隊指出,這種海綿的主要材料是玉米澱粉、明膠,具有強大的吸附力,能短時間清除液體中的塑膠微粒。
研究人員表示,他們把各種尺寸的塑膠微粒摻入海水、自來水、食物湯汁等液體,進行測試後發現,新型海綿可吸除液體中的奈米塑膠微粒,把這些顆粒固定在海綿結構的孔洞;清除汙染物的效果會因液體的酸鹼度及塑膠微粒的濃度有所不同,最理想的狀況下,新型海綿能把液體中90%的塑膠微粒清除。
新型海綿的另一個優點,是在使用壽命結束後可生物分解,不會對環境造成額外負擔;此外,海綿的重量極輕,運輸方面相當便利,避免產生多餘的碳排放。
研究團隊成員、中國海洋大學(OUC)的材料化學家王國慶教授表示,新型海綿的材料配方可以調整,在混合澱粉與明膠的過程,溫度的改變可影響海綿孔洞的數量及大小;也因此,使用新材料製作的海綿可滿足各種用途。未來,這種海綿若能商業化並大規模生產,可望應用於廢水處理場,過濾水中的塑膠微粒,也能在食品生產設施使用,淨化水質。
瑞士蘇黎世應用科學大學(Zurich University of Applied Sciences)的化學家歐德哈特(Christian Adlhart),贊成使用新型海綿;他曾嘗試製造可在洗衣機吸取塑膠微粒的海綿。
他表示,這種創新的海綿可在洗衣機使用,直接攔截衣物含有的塑膠微粒;目前已有研究發現,合成纖維衣物的塑膠微粒會在洗滌過程脫落,並隨著管道排入廢水處理場或直接流入河川,最終進入海洋,成為海洋塑膠汙染的重大來源。
歐德哈特對大陸科學家的研究成果樂觀其成,但他表示,以這些材料生產海綿,未來可能面臨原料不足的挑戰,因為澱粉、明膠是重要的食品原料,海綿製造商必須確保原料供應充足,這可能導致成本升高。
此外,澱粉、明膠雖然都是可生物降解材料,但王國慶教授及研究團隊開發的海綿仍須使用甲醛;研究團隊正研究如何避免使用這種劇毒化合物,以製造出完全環保的海綿。