海水微塑料污染的重要源头

李经纬 储琼

在决定做这个课题研究之前，我曾经搜集了很多资料，也考虑过不少方向，比如对生活中物品的改造等。我平时对环境科学方面的内容比较感兴趣，有一次看到一则关于海水微塑料污染的科学报道，知道用海水晒制的食盐中竟然含有微塑料，人们在食用盐时就会不知不觉中吃下这些微塑料！这让我感到十分惊讶，觉得这是个值得关注的问题，于是决定研究怎样减轻这一污染。

海洋中的微塑料来源于人类在生活中排入海洋的塑料颗粒（如洗面奶里的微塑料颗粒），以及大块塑料垃圾分裂成的塑料颗粒。要减轻这一污染，就要从源头上进行控制。洗衣废水就是一个重要的源头，因为衣物纤维是由有机聚合物构成的，它们在洗涤过程中会脱落下来，随水排放，流入大海。这一源头较易找到办法来控制，且就在我们的生活环境中，适合做研究目标。

我通过设计实验，一步步确认洗衣废水中微塑料的含量、成分、物理性质、化学性质，然后根据实验结果，设计去除微塑料的方法，筛选材料，搭建装置。

对

（1）洗衣废水水样预处理

取500mL家庭洗衣废水，先用1mm筛网过滤，去除大颗粒杂质和毛发，再用30%H2O2浸泡处理8小时，去除微生物或其他有机絮体。

（2）用过滤重量法测定废水中微塑料含量

先将滤纸在烘箱中烘至恒重，然后搭建抽滤装置，将预处理的洗衣废水倒入布氏漏斗中缓慢抽滤，直至无水滴落，再将抽滤后的滤纸放入表面皿中，在烘箱105℃条件下烘至恒重，称其质量即可。

（3）用显微镜观察微塑料的形貌以及用计数法分析含量

将含微塑料的废水滴于载玻片上，用显微镜观察微塑料的形貌，并用显微刻度计数板计数法分析微塑料含量。

（4）红外光谱分析微塑料成分（略）

实验结果

洗衣废水中微塑料含量为0.0491g/L，每洗一桶衣服排放的废水中至少含有3万个微塑料。其中最可能含有的微塑料为聚丙烯（腈纶）、聚酰胺（尼龙）和聚苯乙烯。

1. 选取PP棉、中性滤纸、活性炭3种不同过滤材料，对模拟洗衣废水中微塑料的去除率进行比较实验。过滤前后，用显微刻度计数板计数法衡量三种材料对微塑料的去除率。

实验结果

2. 根据表1和表2的数据，综合考虑材料成本、压力损失（反映材料损耗）等，放弃中性滤纸。用PP棉和活性炭对模拟洗衣废水（不加洗涤剂）进行过滤实验。实验不同浓度洗涤剂对PP棉和活性炭的滤速的影响（略）。

实验结果（部分）

PP棉和活性炭过滤洗衣废水的处理能力比较

综合实验结果可知：活性炭比PP棉滤速快；PP棉的去除效率比活性炭高。因此，将PP棉与活性炭组合起来搭建过滤装置。

搭建模拟洗衣机排水管的装置，并设计制作用PP棉和活性炭制作的微塑料去除装置，放在其中。用40L洗衣废水，模拟洗衣机排水，进行过滤处理实验。

另外還设计了一种放置在洗衣机魔术滤网内的微塑料去除装置，因条件有限，没有实际制作并实验。

模拟洗衣机排水管装置 微塑料去除装置

实验结果

用活性炭和PP棉组合成的过滤装置过滤40L的洗衣废水，用时约20分钟，对微塑料的截留效果较好。

虽然这一研究的最终目标是设计过滤装置，但对我来说做装置并不难，难的是前期实验、数据处理和分析，因为涉及的内容超过了我现在的数学知识水平。像压力损失、去除效率等反映材料过滤能力的公式，都是先向老师学习、理解之后再使用的。

前面做的微塑料定性实验，看上去对后面的装置设计毫无用处，实际上非常重要，因为在一无所知的情况下，必须先确定微塑料的成分，了解其物理化学性质。得知其化学性质十分稳定，才确定采用物理方法（吸附或者过滤）来去除。

做课题研究，要天天跑实验室，以前没写过论文，要从头学习……相比起来，我更喜欢参加比赛和展示的感觉，那成就感就别提了。我起初还有点儿紧张，后来受邀参加上海国际青少年科技博览会，我都没想到。现在想来，可能是因为我的课题比较新奇，而且表现出了较好的展示能力。如果有同学想要做课题研究，不知如何入手，那么我建议先加入一个科学社。不要羞于向学校的科技辅导老师求助，也不要荒费学校开设的研究课。确定好自己的研究方向后，再确定自己的课题。