辣木树被誉为“奇迹之树”,以其极高的营养密度和药用价值闻名于世。然而,最新科学研究揭示其另一项重大潜力:在去除水中微塑料方面表现卓越。巴西与英国科研团队于4月发表的研究指出,这种速生树的种子提取物,在净化饮用水中的微塑料效率上,足以与传统化学药剂相媲美。
圣保罗州立大学科学与技术研究所教授阿德里亚诺·贡萨尔维斯·多斯·雷斯(Adriano Gonçalves dos Reis)介绍,辣木树用于净水已有数千年历史,古希腊、古罗马及古埃及文明均曾使用。他与同事已研究该树种种子十年,重点探索其作为“絮凝剂”的作用——即促使水中微小颗粒聚集以便过滤。鉴于公众对饮用水微塑料污染的担忧日益加剧,团队决定深入挖掘辣木在此领域的潜力。
天然絮凝剂媲美传统化学药剂
微塑料是直径可小至1微米(约人类头发四分之一厚度)的碎片,已成为塑料污染危机的核心组成部分。它们遍布深海与高山,甚至通过食物链进入人体大脑、生殖系统及心血管系统。2024年一项涵盖全球的研究显示,83%的测试自来水样本中均检出微塑料。尽管其对人类健康的具体影响仍在研究中,但动物实验已将其与生殖障碍及激素紊乱联系起来。
针对这一严峻挑战,研究团队聚焦于饮用水中最常见且危害较大的聚氯乙烯(PVC)微塑料。实验结果显示,在过滤系统中使用辣木种子提取物,对平均粒径为18.8微米的PVC微塑料去除率高达98.5%。这一效率与常用的化学絮凝剂硫酸铝(明矾)相当。值得注意的是,在碱性较强的水中,辣木种子的表现甚至优于明矾。
生物降解优势显著但规模化存疑
相较于传统明矾,辣木种子具有可再生、可生物降解、污泥产生量少且毒性风险低等显著优势。多斯·雷斯教授指出,高浓度铝具有毒性,并与神经退行性疾病有关联。新墨西哥大学健康科学中心药学杰出教授马修·坎彭(Matthew Campen)评价称,使用天然产品替代基于铝的过滤系统,“可能为去除PVC微塑料提供更廉价、更可持续的解决方案”,同时避免了采矿带来的环境负面影响。
然而,该技术的大规模应用仍面临挑战。研究发现,一颗辣木种子仅能处理约10升水。多斯·雷斯表示,对于处理高流量的大型城市水厂而言,所需种子数量巨大,技术可能更适用于小型社区或难以获取化学絮凝剂的地区。此外,随着种子用量增加,水中残留的有机物质增多,需额外步骤去除。
未来研究聚焦纳米塑料与成本效益
坎彭教授强调,目前仍需更多研究来明确辣木提取物在环境中的降解机制、被捕获PVC的最终去向,以及该方法的规模化潜力和成本效益。他特别指出,验证辣木对纳米塑料(直径约为人发千分之一)及其他类型微塑料的有效性至关重要,因为纳米塑料更易侵入人体细胞。人类暴露于微塑料和纳米塑料的趋势在未来几十年内难以逆转,因此寻找有效的解决方案具有极高的紧迫性与价值。
面对全球日益严峻的水质安全挑战,中国在水处理领域拥有庞大的市场需求与成熟的技术供应链。辣木种子作为天然絮凝剂的发现,提示行业在追求高效净化的同时,应更加关注材料的生物相容性与环境足迹。中国企业可借此契机,探索天然植物基净水材料与传统工艺的融合路径,特别是在分布式供水或应急净水场景中,开发低成本、低二次污染的绿色解决方案,以顺应全球水处理行业向可持续方向转型的趋势。
