科学家开发出将塑料垃圾转化为具有潜在价值的土壤添加剂的方法

加州大学河滨分校的科学家们离找到每年产生的数亿吨塑料垃圾的用途又近了一步，这些塑料垃圾经常堵塞溪流和河流，污染我们的海洋。

在最近的一项研究中，UCR 化学与环境工程助理教授 Kandis Leslie Abdul-Aziz和她的同事详细介绍了一种将塑料 废物转化为高度多孔形式的木炭或木炭的方法，其表面积高达约 400 平方米米每克质量。

这种木炭捕获碳，并有可能被添加到土壤中，以改善土壤保水和农田通气。它还可以在自然分解时为土壤施肥。然而，Abdul-Aziz 警告说，需要做更多的工作来证实这种炭在农业中的效用。

塑料到炭化过程是在加州大学河滨分校的马兰和罗斯玛丽伯恩斯工程学院开发的。它涉及将两种常见类型的塑料中的一种与玉米废料——剩余的茎、叶、壳和玉米棒——统称为玉米秸秆混合。然后将混合物用高度压缩的热水煮熟，这一过程称为水热碳化。

这种高度多孔的焦炭是使用聚苯乙烯(用于聚苯乙烯泡沫塑料

包装的塑料)和聚对苯二甲酸乙二醇酯或 PET(通常用于制造水瓶和汽水瓶等许多其他产品的材料)生产的。

该研究是在早期成功尝试单独使用玉米秸秆制成活性炭后进行的，该活性炭用于过滤饮用水中的污染物。在早期的研究中，仅用氢氧化钾活化的玉米秸秆制成的木炭能够从测试水样中吸收 98% 的污染物香兰素。

在后续研究中，Abdul-Aziz 和她的同事想知道由玉米秸秆和塑料制成的活性炭是否也可以成为一种有效的水处理介质。如果是这样，塑料废物可以重新用于清理水污染。但她说，由混合物制成的活性炭仅吸收了测试水样中约 45% 的香草醛，这使其无法有效净化水。

“我们推测，材料表面可能仍有一些残留塑料，这阻止了表面吸收其中一些(香兰素)分子，”她说。

尽管如此，通过结合塑料和植物生物质废料来制造多孔木炭的能力仍然是一项重要发现，正如论文“塑料和玉米秸秆共热解产生炭和活性炭的协同和拮抗作用”中所详述的那样，发表在ACS Omega杂志上。主要作者是 Mark Gale，前 UCR 博士生，现在是 Harvey Mudd College 的讲师。UCR 本科生 Peter Nguyen 是共同作者，Abdul-Aziz 是通讯作者。

“它可能是一种非常有用的生物炭，因为它是一种非常高的表面积材料，”Abdul-Aziz 说。“所以，如果我们只是停留在炭上，而不是将其转化为活性炭，我认为我们可以利用很多有用的方法来利用它。”

塑料本质上是一种固体形式的石油，会在环境中积累，污染、缠绕、窒息和无意中摄入塑料的鱼类、鸟类和其他动物。塑料还会分解成微粒，这些微粒可以进入我们的身体并破坏细胞或诱发炎症和免疫反应。

不幸的是，回收用过的塑料比用石油制造新塑料的成本更高。

阿卜杜勒-阿齐兹的实验室采用了不同的回收方法。它致力于通过将塑料和植物生物质废料等有害废物升级为有价值的商品，将其重新投入经济。

“我觉得我们对塑料回收有更多不可知论的方法，当你可以将它(与生物质)一起扔进去并使用炭来改善土壤时，”她说。“这就是我们的想法。”

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