虾壳变废为宝对抗微塑料 上海海洋大学团队探索绿色治污新路径

问题——微塑料污染正呈现隐蔽、长期的特点。当前,直径小于5毫米的微塑料已海洋、江河湖泊及土壤中普遍存在,部分颗粒还会随风尘进入大气。由于粒径小、迁移性强且难以回收,微塑料治理被视为水环境精细化管理中的难点。在风险层面,微塑料可能吸附并携带其他污染物,还可能通过水产品、饮用水等途径进入人体,引发公众对生态与健康的持续关注。 原因——传统末端治理受成本与副作用限制。一些常用处理方式依赖高能耗分离、复杂膜过滤或化学絮凝,存在处理效率不稳定、运行费用较高、材料消耗大以及潜在二次污染等问题。同时,节庆期间厨余垃圾明显增加,甲壳类水产品消费带来的虾蟹壳废弃物数量可观。若仅作为湿垃圾处理,不仅加重末端处置压力,也浪费可再生生物质资源。如何把“高频产生的生活废弃物”转化为“低成本、可持续的治理材料”,成为一个值得探索的方向。 影响——资源化路径有望兼顾减污与降碳。上海海洋大学食品学院涉及的团队依托水产特色资源,提出利用废弃小龙虾壳制备吸附材料,用于水中微塑料捕集。研究认为,小龙虾壳的天然结构具有多尺度孔隙特征,经相对简化处理后,可形成比表面积较大、表面活性基团丰富的吸附载体,从而通过物理截留与表面作用共同促使微塑料聚集并固定。若该路径在更大应用场景中验证可行,有望在“厨余减量处置—低成本材料制备—水体污染控制”之间形成闭环,为城市精细化治理提供新的技术选项。 对策——以“结构优势+表面电性+化学作用”提升捕集效果。团队介绍,小龙虾壳材料对微塑料的作用机理主要体现在三上:其一,虾壳表面孔隙结构可对一定粒径范围的颗粒产生拦截与滞留,形成类似“筛网”的物理捕集;其二,经酸碱等方式处理后,材料表面电性发生变化,可增强与水体中带相反电性颗粒之间的吸附;其三,材料表面的氨基、羟基等官能团可与塑料颗粒表面形成较稳定的分子间作用,提高结合牢固度。为便于观察与教学,团队采用在特定光照条件下可呈现荧光的微球模拟微塑料,对照实验中观察到水体荧光信号减弱,显示微粒被材料逐步吸附。团队同时强调,面向实际应用仍需深入评估材料的可重复使用性能、吸附饱和后的处置方式以及在不同水质条件下的稳定性,避免推广过程中引入新的环境负担。 前景——从实验室走向应用仍需跨越标准化与工程化关口。业内人士指出,微塑料来源复杂,既包括衣物纤维脱落、轮胎磨损颗粒,也包括塑料制品老化碎裂与工业排放等,治理应坚持“源头减量与末端治理并重”。以废弃虾壳制备吸附材料,为低值生物质高值化利用提供了可借鉴的样本,但要进入水厂、河湖治理或养殖尾水处理等场景,还需建立统一的材料制备与性能评价标准,完善投加方式、回收再生、运行维护及全生命周期环境影响评估。与此同时,相关成果已被团队用于环保科普课程设计:面向儿童突出直观现象体验,面向中学生强化化学原理与环境责任意识,面向大学生讨论参数优化与工程化路径。通过“可观察的实验”提升公众对微塑料危害与分类减量的认识,有助于形成社会协同治理的基础。

当春节餐桌上的小龙虾逐渐散去余味,曾被随手丢弃的虾壳也可能成为治理微塑料的新材料来源。这项研究把日常废弃物与环境治理需求连接起来,为“变废为宝”提供了更具体的技术路径。面对日益突出的微塑料污染问题,类似从生活细节中寻找解决方案的探索,或将为更低成本、更可持续的治理实践打开空间。