人类每周吃下一张信用卡

2022-04-24编译希区客

科学大众 2022年6期

□编译/希区客

吞食塑料：每周制成一张信用卡

“岸边到处都是五颜六色的塑料碎片，我觉得这有点糟糕。”孩提时代的菲昂·费雷拉总爱到自己家乡附近的海边探游，而且每次都要逛很久。费雷拉的家乡是位于爱尔兰西南部的巴里德赫，那儿的小海湾遍布鹅卵石，却也随着费雷拉的年龄增长不断累积塑料——如今，那里的海滩上和海水中已经散布了大量的塑料垃圾。目前，全球每年产生数百万吨的塑料垃圾，其中至少有1 000万吨最终流入海洋，相当于每分钟冲进一辆垃圾车。

不过在那时，费雷拉还不知道那些肉眼可见的塑料块并非最大威胁，直径小于5毫米的微塑料才是。它们要么直接来自我们日常使用的产品，要么由较大的塑料物体在环境中分解产生。

我们的衣服、化妆品和清洁产品中都含有微塑料。一次衣物清洗平均可释放70万根微塑料纤维。这些纤维长度不到1毫米，进入河流和海洋后，会被鱼类甚至珊瑚吃掉。由于尺寸很小，微塑料能通过过滤系统，很难被阻挡或滤除。

2018年的一项研究显示，瓶装水中也存在塑料污染。科学家检查的259个瓶装水样本中， 93%都含有微塑料。他们甚至在瓶装水中检测到比头发还粗的塑料颗粒，每升有10颗以上。可见，我们在日常生活中不断摄入微塑料。

2019年，英国纽卡斯尔大学的科学家研究发现，全球范围内，人均每周摄入5克塑料——相当于一张信用卡。至于这些微塑料“食物”会对人体健康造成何种影响，眼下我们还所知甚少。我们现在已经知道的是，塑料中的化学物质与包括癌症、心脏病和胎儿发育不良等在内的一系列健康问题有关。部分研究也显示，人类接触微塑料会引起氧化应激、炎症以及呼吸系统问题。

长大后的费雷拉对微塑料问题深感忧虑，此时他已经是荷兰格罗宁根大学化学系的学生。他表示：“在发现微塑料时，我真的很焦虑，它们将在我们的环境中存在数千年，即便停用塑料，我们也将在很长的一段时间内烦恼于如何解决它们。”塑料污染不只是环境问题，也是一个关乎全人类的健康问题。你喝进去的不仅仅是微塑料，还有其中添加的化学物质。但是，微塑料问题尚未引起人们的高度重视。

另一方面，塑料也可能有助于病原体传播，因为后者有时具备结合塑料的能力。2016年的一项研究发现，霍乱弧菌竟附着于北海和波罗的海的微塑料上。专家预计，全球塑料产量到2030年将增加60%，到2050年则将增加2倍。据说，到那时，海洋中的塑料可能比鱼类还多。

随着越发了解微塑料对环境的影响，费雷拉开始寻找对抗它们的方法。而他在家乡海滩上的一个偶然发现，激发了他的灵感。

英国《卫报》评选出了“人类史上最糟糕的发明”，塑料袋不幸获此“殊荣”

高效除塑：油＋氧化铁＋磁铁

最初，费雷拉设计了一款光谱仪，可以通过紫外线测量溶液中的微塑料密度。他说：“我可以看到海水中有很多微塑料，而且它们不只是从大块塑料分解而来的。我们需要找到一种方法来解决这个问题。”

一天，费雷拉走在海边时突然来了灵感。他发现那些在海面漂浮的油残留物上附着了大量塑料，这让他意识到油似乎可以用来吸附塑料。于是，费雷拉将植物油与氧化铁粉末混合，制成磁性液体（也称铁磁流体），接着又把各种日常用品（包括塑料瓶、油漆、汽车轮胎以及洗衣机内的水）里的微塑料混合在一起。

当微塑料附着于铁磁流体上后，费雷拉使用磁铁去除了混合液，只留下水。多达5 000次的测试显示，这种方法能以87%的有效率从水中提取微塑料。目前，费雷拉正在设计一种能在水流经过时借助磁力提取方法捕获其中微塑料的专用设备。此设备将会足够小，可安装于水管内，以便水流经它们时连续提取塑料颗粒。此外，他还长期致力开发一种可安装在船舶上的系统，以便从海洋中提取塑料。

扩大应用：处理废水与家庭净水

循环经济领域专家、大气泡屏障项目首席运营官安妮-玛丽克·伊芙琳表示：“目前尚无完美的解决方案用于去除天然水道中的微塑料。我们创建的大气泡屏障主要针对尺寸相对较大的塑料，它们最终会不可避免地流向大海，而我们在河道上分布的气泡管道系统可高效捕获大块塑料以及小至1毫米的塑料微粒，防止其进入海洋。但对于更小的微塑料，费雷拉的创意似乎才是终极方案。”

2019年，费雷拉在谷歌科学挑战赛（GSF）上向专家评委小组展示了他的发明，并赢得比赛，获得了5万美元的教育奖学金。费雷拉参加GSF时的导师拉里萨·凯利如此评价他的成果：“他观察并解决了一个具有全球意义的问题。他的发明基于非常简单的组件，却很有开创性，有望帮助我们解决全球微塑料问题。”

在获得由美国演员小罗伯特·唐尼创立的足迹联盟的资助后，费雷拉开始扩大该技术的规模，以便将其用于废水处理设施，防止微塑料逃逸到海洋。

他目前正与一家美国公司合作，致力设计由不锈钢、玻璃或再生塑料制成的捕塑神器。他表示，改进后的新技术快速、廉价、能耗低，可以相当轻松地集成到既有的设施中，且能处理正常流速的水。

同时，费雷拉还在开发一种可安装于家庭管道内的设备，旨在为人们提供能安全饮用的水。“我不想每天都喝塑料。如果人们的家庭设备也拥有了去除微塑料的能力，我们不仅获得了健康保护，也将在某种程度上提升自己对微塑料问题的认知。”费雷拉当前正在世界各地不同的水体里测试这些设备，并希望在未来两年内将其商业化。费雷拉希望他的成果能改变世界对年轻人的看法，同时他也觉得世界或许需要更具想象力的创新技术。