將廢紙板變成鉻過濾器
2018/08/15 @國際
示意圖
隨著現今社會工業化程度提高，工商業蓬勃發展衍生出許多重金屬汙染問問題，鉻汙染便是其中之一 。鉻(Cr)可用於製造耐熱及抗磨損的合金，適合汽車零件或電鍍防鏽等用途，應用範圍廣大，加工後的廢液含有三價(Cr3+)及六價鉻離子(Cr6+)，其中Cr3+是生物體所需之微量元素，但Cr6+卻具有毒性，若排放至水中則容易對環境造成衝擊；而人體不慎接觸鉻廢液也可能引起氣喘、過敏、皮膚潰瘍，甚至罹患癌症之風險，因此審慎處理鉻汙染與其他重金屬汙染是各地政府均須注重的議題。
另外，快速經濟發展所帶來的大量紙類廢棄物也是都市垃圾問題之一，據統計，原木紙漿製成之包裝紙製品佔所有都市固體廢棄物(municipal solid waste)的40-45%。若能有效使用這些紙類廢棄物，則有助於促進廢棄物再造新價值與促進林木資源永續利用。
中國科學院合肥物質科學研究院吳正岩(Zhengyan Wu)博士所帶領的團隊則利用低成本廢紙板作為原料，利用水熱處理法(hydrothermal treatment)將其中的纖維素製成小顆粒之球型碳(spherical carbon， SC)，此球型碳具有易擴散、化學性質安定及高機械強度(mechanical strength)等特性，可用於吸附奈米零價鐵(zerovalent iron, ZVI)，形成SC/ZVI複合物。將SC/ZVI投入含有Cr6+之汙水中，Cr6+經過還原反應後會轉換成Cr3+並吸附於SC/ZVI表面，而鐵(Fe0)則氧化成Fe3+；之後再透過磁鐵將兩者一併去除，即可完成鉻汙染之處理。【延伸閱讀】新園藝技術可不汙染水資源
我國長期以來也面臨數次含鉻汙水隨意排放之問題，除了依賴環保單位保持長期監測外，後續的汙染排除也十分重要，此研究提供了紙類廢棄物與鉻汙染處理的新契機，未來或可應用於其他重金屬汙染之處置，值得參考。
相關研究由中國科學院、中國國家自然科學基金委員會及中國安徽省環境保護廳資助，相關研究刊登於<Langmuir>中。
資料來源
- Asian Scientist Magazine
- Waste Carton-Derived Nanocomposites for Efficient Removal of Hexavalent Chromium
文章摘譯
