皇家墨尔本理工大学（RMIT）的研究人员开发出一种可重复使用的磁性材料，可在约一小时内去除废水中超过95%的微塑料和纳米塑料。该材料还能捕获多种其他污染物，包括全氟和多氟烷基物质、重金属和药物。这项研究发表在《化学工程杂志》上，是该团队在2022年首次发表的研究成果的延伸。
微塑料问题的严重程度已得到充分证实。如今，全球饮用水、食物链和人类血液中都出现了塑料颗粒。纳米塑料的尺寸小于一微米，其大规模处理尤其困难。目前尚无成熟的大规模去除该尺寸颗粒的方法。
材料的作用
实验室测试表明，该吸附剂能够去除小至30纳米的颗粒。这是传统过滤系统难以处理的尺寸范围。处理开始后的15分钟内，约80%的污染物被清除。这种速度至关重要，因为大多数市政污水处理厂的运行周期都非常紧凑。
该材料对多种常见塑料均有效，包括聚乙烯、聚丙烯和聚酯。它在淡水和盐水中均保持有效。除塑料外，研究人员还记录到该材料对汞、铬、铜、合成染料和布洛芬具有很高的去除率。
皇家墨尔本理工大学（RMIT）的尼基·埃什蒂亚吉教授称，捕获纳米塑料是一项关键的进步。“目前还没有成熟的大规模解决方案来去除它们，”她说。论文第一作者穆罕默德·哈里斯博士表示，这种材料是专门设计用于快速去除微塑料和纳米塑料的。
工业测试和磁力回收
研究团队在工业洗衣废水中测试了这项技术，工业洗衣废水是合成纤维污染的重要来源。尽管水中含有表面活性剂和有机物，该材料仍能去除超过88%的聚酯微纤维和染料。这是一个意义重大的结果。洗衣废水的化学成分非常复杂，许多处理方法在这种条件下都会降低处理效果。
与加拿大One Eye Industries公司合作开发的原型系统表明，吸附剂可以通过磁力从水中分离出来，并在每次使用后快速回收。磁力回收解决了商业化应用的一大障碍。如果一种材料无法高效回收和再利用，大规模应用的运营成本将高得令人望而却步。
生产工艺也得到了显著改进。现在，该团队可以在室温下使用更少的昂贵原料生产这种材料。研究人员表示，生产成本比早期版本降低了约75%。这种材料可以多次重复使用。
商业化路径和监管环境
RMIT已与位于维多利亚州吉朗市的原住民企业Fire and Test Australasia展开初步商业洽谈。此次合作旨在开发雨水和废水处理技术，包括社区规模的应用。研究人员同时也在与Star Water Group合作，该公司客户包括美国市场的运营商。
美国之所以如此关注微塑料和全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS），是有其特定逻辑的。近年来，美国监管机构收紧了对微塑料和PFAS的标准。在遵守新限值的压力下，市政和工业运营商对先进处理方案的需求日益增长。高捕获率和低成本的磁选回收技术相结合，使该方法在这样的环境下具有切实的商业可行性。
这项技术在分散式系统中也具有应用潜力。许多地区缺乏大规模的处理基础设施。一种作用迅速、回收清洁且生产成本低廉的材料，可以为小型社区和偏远地区提供服务，在这些地区，传统的污水处理厂难以建设。
目前情况如何
目前公布的结果均来自实验室和原型测试。从实验室性能到市政或工业全面部署的转变，涉及一系列不同的工程和监管挑战。研究人员也承认，商业合作伙伴目前正在评估这些问题。
塑料污染和持久性化学污染日益成为监管机构和投资者关注的焦点。公用事业公司、纺织品制造商和工业用水户面临着越来越大的压力，需要证明其处理策略的可靠性。如果一种材料能够同时处理微塑料、纳米塑料、重金属和全氟烷基物质（PFAS），并且处理时间在操作人员实际可接受的范围内，那么如果现场实际性能与实验室数据相符，该材料将在各个行业具有广泛的应用前景。
