该研究结果发表在美国化学会期刊ACS Omega上。
辣木原产于印度，在许多热带地区生长良好。由于其营养价值，其叶子和种子被广泛作为食物食用。科学家们多年来也一直在研究其种子，因为它们在水净化方面具有潜在作用。
辣木种子提取物的表现堪比化学处理
“我们证明了从种子中提取的盐提取物表现与硫酸铝相似，硫酸铝被用于水处理厂对含有微塑料的水进行混凝。在碱性更强的水中，它的表现甚至优于化学产品，”该研究的第一作者加布里埃尔·巴蒂斯塔说。她在圣保罗州立大学（UNESP）包鲁工程学院（FEB）土木与环境工程研究生项目（PPGECA）攻读硕士学位期间完成了这项研究。
该研究由ICT-UNESP教授及FEB-UNESP PPGECA项目的阿德里亚诺·贡萨尔维斯·多斯·雷斯领导。他还负责“去除饮用水中微塑料的直接和直流过滤”项目，该项目由FAPESP资助。
“迄今为止发现的关于硫酸铝的唯一缺点是溶解性有机物的增加，去除这些物质可能会增加工艺成本。然而，在小规模应用中，例如在农村地区和小社区，该方法具有成本效益且高效，”雷伊斯说。
混凝如何帮助去除微塑料
该研究侧重于直流过滤，这是一种先用水处理混凝剂处理水，然后通过砂滤池的方法。这种方法最适用于低浊度水，意味着水相对清澈，需要的预处理步骤较少。
混凝起着关键作用，因为微塑料和其他污染物带有负电荷。这导致它们相互排斥，从而难以在过滤过程中被捕获。混凝剂，包括辣木盐提取物（可在家庭制作）和硫酸铝，能中和这些电荷。结果，颗粒粘在一起，形成更大的聚集体，从而更容易被去除。
同一研究小组早期的工作表明，辣木种子在整个处理周期（包括絮凝、沉淀和过滤）中都是有效的。该研究的第一作者路易斯·古斯塔沃·罗德里格斯·戈多伊在FAPESP的资助下于FEB-UNESP完成了硕士学位。
微塑料污染水的实验室测试
为了评估该方法，团队向自来水中添加了聚氯乙烯（PVC）微塑料。
选择PVC是因为它被认为是对人类健康最有害的塑料之一，具有已知的致突变和致癌特性。它也常被发现于水体表面，甚至在常规处理后依然存在。
研究人员将PVC暴露于紫外辐射下，以模拟自然老化，并更好地反映现实世界中微塑料的特性。
随后，受污染的水使用烧杯实验系统进行了混凝和过滤，该系统模拟小规模的水处理过程。结果与使用硫酸铝处理的样品进行了比较。
为了测量有效性，团队使用扫描电子显微镜（SEM）计算处理前后的微塑料颗粒数量。他们还使用高速摄像机和激光测量分析了形成的颗粒聚集体的大小。两种处理方法显示出相似的微塑料去除水平。
在真实水源中测试辣木
研究人员目前正在从供应圣若泽-杜斯坎普斯的帕拉伊巴河采集水样，测试辣木种子提取物。迄今为止，结果表明该方法在处理天然水体条件方面同样有效。
“对于使用铝基和铁基混凝剂，监管审查日益严格，健康担忧也在增加，因为它们不可生物降解，会留下残留毒性，并带来疾病风险。出于这个原因，寻找可持续替代品的努力已经加强，”雷伊斯总结道。
研究结果凸显了辣木作为减少饮用水中微塑料的一种有前景、更可持续的选择，特别是在成本和可获得性是关键问题的小社区。