新型环保微珠可以拯救海洋，而不是毁灭它们

微珠的名声相当糟糕。我们经常听说的塑料微珠看起来就像微小的斑点，但却给湖泊和海洋带来了大量污染。美国、英国和其他几个国家已禁止在洗面奶等冲洗型洗漱用品中使用塑料微珠。

然而，微珠并不一定会对环境造成危害。科学家们正在研制出由植物、藻类和贝类中天然存在的材料制成的微型珠子。其中一些可生物降解的微珠可以替代个人护理产品中的塑料珠。其他微珠可以吸收污染物，甚至可以吸收海滩和珊瑚礁附近水中对珊瑚有害的防晒霜中的化学物质。

但是普通的旧微珠到底有多糟糕？传统的塑料微珠是长度小于 0.2 英寸的颗粒，用于为去角质面部磨砂膏、沐浴露、牙膏、化妆品、除臭剂、工业清洁产品等提供质感和清洁能力。它们通常由聚乙烯等塑料制成（与塑料袋相同），这些塑料不会在环境中分解。许多微珠比针头还小，因此在我们将它们冲入下水道后，它们可以通过污水处理厂的过滤器。2015 年，科学家估计，美国每天向水道中排放的此类珠子足以覆盖 300 个网球场。其余 99% 被捕获在污水污泥中，污泥通常用作肥料 - 这意味着这些微珠仍可能通过暴风雨和灌溉径流进入我们的河流和海洋。

在那里，它们被鱼幼虫和其他小动物吃掉。微珠往往会吸收对人体有害的其他污染物，人们担心，这些微珠可能会在以这些小动物为食的鱼体内积聚，最终被人类摄入。

英国巴斯大学化学家珍妮特·斯科特表示，尽管许多制造商已从化妆品中去除了微珠，但并不总是有很好的替代品。因此，她和她的团队着手制造可生物降解的微珠。她的珠子由纤维素制成，纤维素是一种纤维材料，可以为植物提供结构。

当时，斯科特和她的同事一直在研究在电路板中使用纤维素，使电子产品更易于回收。斯科特在《ACS 可持续化学与工程》杂志上描述了这项技术，他说：“我们……意识到我们可以轻松地将其塑造成小珠子。”为了制作珠子，她和她的同事溶解纤维素，并将溶液通过玻璃膜上的微小孔隙。然后他们添加乙醇帮助液滴凝固。

斯科特一直在测试添加了不同大小纤维素珠子的沐浴露。“它们感觉非常好，”她说。通过添加稍大一些的珠子，她可以让凝胶有点粗糙，就像去角质磨砂膏一样。“如果珠子非常非常小，摸起来感觉很光滑、很滑腻，”斯科特说。这些珠子可以很好地替代微小的微珠，这些微珠用于使乳液和其他化妆品具有柔软、易涂抹的质地。

斯科特和她的团队正在研究这些珠子如何与洗发水、乳霜和其他产品中的成分相互作用。他们还在测试它们与纤维素纤维一起替代一些用于使洗发水变得乳状的成分。斯科特说：“如果它太稀太稀，就会从你的手上流下来，你来不及把它抹到头上，它就会全部流进下水道。”目前，洗发水通过使用不可生物降解的洗涤剂来避免这种命运。

理想情况下，这些珠子一旦到达污水处理厂就会分解，污水处理厂里充满了微生物，可以将纤维素分解成更简单的糖。纤维素本身来自造纸工业使用的原始植物纸浆。

“我们实际上使用的纸张越来越少了，”斯科特说。“如果你用这种方法制造大量微珠，他们就不必砍伐更多树木并制造更多纸浆；他们可以出售一些不再能卖出去的纸浆来造纸。”

斯科特还为纤维素珠子想了另一个用途，与洗漱用品无关。普通塑料微珠有时用于在飞机上重新涂漆之前将油漆刮掉。微珠非常适合这项工作，因为它们是球形的，比沙子更软，因此不太可能损坏飞机的金属机身。斯科特说，纤维素珠子可能足够坚固，可以擦掉飞机上的油漆，尽管她还没有对它们进行测试。

海绵状的工作

斯科特的微珠之所以有用，是因为它们的质地——它们可以改变化妆品的感觉，擦去我们脸上的死皮细胞，擦去飞机上的油漆。对于其他珠子来说，关键在于吸收性。波多黎各的科学家正在开发可生物降解的珠子，这种珠子可以吸收许多防晒霜中发现的一种名为氧苯酮的成分。

这种化学物质可以阻挡紫外线，但当它接触到珊瑚时，会破坏珊瑚的 DNA，使珊瑚更容易白化。而且，这种化学物质在浓度很低时也很危险。只要在六个奥林匹克游泳池大小的水中滴入一滴氧苯酮，就能危害珊瑚礁。

当你踏入海洋的那一刻，你涂在皮肤上的氧苯酮就开始渗入你周围的水域。研究人员在去年夏天的美国化学学会全国会议上报告说，氧苯酮很快就会积累到危险的水平。在团队中的一名成员涂上防晒霜并在海滩附近游泳后，他们收集了水样。仅仅 10 分钟后，他们收集的水中氧苯酮浓度就达到了 1.3 ppm，大约是可能破坏珊瑚礁的阈值的 13,000 倍。

波多黎各大学马亚圭斯分校分析环境化学家、该实验的研究人员之一 Felix Román 表示，到 2020 年，全球将有超过 10 亿人前往海洋休闲或旅游。“我们说的是，大量的防晒霜将被倾倒进海洋。”

他和团队发明的吸水珠比罂粟籽稍大，由藻类和几丁质材料制成，而几丁质存在于龙虾和其他甲壳类动物壳的坚硬外壳中。这种凝胶状混合物内部有一个由氧化铁制成的磁芯，磁芯表面覆盖着一种名为油酸钠的材料，使珠子吸水性更强。

“我们可以用磁铁将其取出，也可以在人们结束一天的海上游玩后，用网在岸边拖来拖去，”罗曼说。一个潜在的陷阱是，鱼似乎喜欢吃这些珠子，罗曼和他的团队在测试它们在海里漂浮多长时间时发现了这一点。所以最好把珠子放在网或袋子里，就像茶叶被密封在茶包里一样。

研究小组发现，这些珠子大约在四小时后就会下沉。罗曼说，通过漂流到海底，这些珠子有机会在被打捞上来之前从珊瑚周围的水中收集防晒霜。

他还将这些珠子添加到浓度为 30 ppm 的氧苯酮污染的水样中。一小时内，珠子就去除了 95% 的污染物。

研究小组计划通过在盐水池中游泳来测试这些珠子，然后观察珠子需要多长时间才能吸收残留的防晒霜。他们还精确测量了珠子的吸收能力，希望看看它们与活性炭（医生有时使用活性炭来吸收人们吞下的毒物，防止它们从肠道吸收）相比如何。

罗曼说，这些珠子代表研究人员首次尝试通过去除珊瑚礁周围水中的氧苯酮来保护珊瑚礁。到目前为止，这些珠子似乎可以去除比在美属维尔京群岛珊瑚礁周围水域测量到的浓度高 1,000 倍的氧苯酮。

该团队的另一名成员维克多·费尔南德斯说，磁珠还可能用于清理漏油。他们正在测试类似的磁珠，以清除污水处理厂的砷和工业染料。在人类和其他动物中，其中一些染料可能会干扰激素水平或在体内转化为致癌物质。因此，罗曼说，确保将染料从污水中完全去除非常重要。

任何一家服装厂或造纸厂都会使用多种染料，因此科学家们希望确保这些珠子能够同时吸收多种染料。他们最近在《国际环境研究杂志》上报道说，这些珠子可以同时从水中吸收常见的蓝色和红色染料。有些染料带电荷，因此可以将珠子设计成带相反电荷，以更有效地吸引染料。

罗曼希望将来能改进吸收防晒霜的珠子，以便将其出售给酒店和其他负责海滩的组织。不过，他们还需要一段时间才能开始拯救珊瑚。斯科特的纤维素微珠也是如此。与此同时，如果你打算在珊瑚礁附近呆一段时间，你可以使用不含氧苯酮的防晒霜来提供帮助。你也可以尽量避免使用含有塑料微珠的化妆品，因为禁令通常不适用于那些需要留在原处而不是立即洗掉的产品，比如口红或除臭剂。