能“治”微塑料的小龍蝦

每年的3月至9月，是小龍蝦上市的季節(jié)。這時(shí)約上三兩個(gè)好友，吃上一頓小龍蝦配啤酒，便是最好的選擇。

但是你知道嗎？小龍蝦能“治”微塑料。武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院鄧紅兵團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年研究，吃掉約300千克小龍蝦后發(fā)現(xiàn)，小龍蝦不僅能“治”微塑料，而且效果還挺好。2024年5月至11月，武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院鄧紅兵團(tuán)隊(duì)有關(guān)小龍蝦和微塑料治理方面的研究成果，連續(xù)3次登上國際權(quán)威期刊。

小龍蝦產(chǎn)業(yè)是湖北省鄉(xiāng)村振興的示范性產(chǎn)業(yè)，但小龍蝦殼常被視為廢棄物。過去，武漢市每年會產(chǎn)生近10萬噸小龍蝦殼，造成環(huán)境污染問題。于是，鄧紅兵帶領(lǐng)著武漢大學(xué)生物質(zhì)資源綠色高效轉(zhuǎn)化與高值化研發(fā)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，將目標(biāo)鎖定在蝦殼素對微塑料的捕獲性能上。

在說小龍蝦殼的“功效”前，我們先來了解一下，什么是小龍蝦？

小龍蝦為克氏原螯蝦的俗稱，是美螯蝦科原螯蝦屬節(jié)肢動物。小龍蝦成體一般長6～13厘米，體粗壯，背腹略扁平，身體分為頭胸部和腹部，體表被甲殼覆蓋。成熟個(gè)體體色呈暗紅色或深紅色，未成熟個(gè)體體色可見淡褐色、紅褐色等，少數(shù)個(gè)體呈藍(lán)色。小龍蝦原產(chǎn)于墨西哥東北部和美國中南部，隨后，其分布范圍逐漸擴(kuò)大，除南極洲和大洋洲外，幾乎遍布全球。

小龍蝦也是一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的水產(chǎn)物種，其高蛋白、低脂肪、低熱量，是優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)美食之一。但是，一只小龍蝦能吃的肉只占它身體的20%，大部分小龍蝦殼都浪費(fèi)了。為了將這些廢棄小龍蝦殼變廢為寶，鄧紅兵團(tuán)隊(duì)將小龍蝦殼用機(jī)器搗碎后，先后使用酸堿去除鈣質(zhì)與蛋白質(zhì)，將pH值沖洗至中性，便得到了甲殼素。這種粉末狀天然物質(zhì)被證明能夠有效捕獲微塑料，而且不會對水體產(chǎn)生二次污染。

那么，怎么使用小龍蝦治理微塑料呢？鄧紅兵團(tuán)隊(duì)采用自上而下的“多級結(jié)構(gòu)暴露”策略，將廢棄小龍蝦殼通過兩步簡單酸堿處理，制備成天然纖維束骨架和捕獲位點(diǎn)雙重暴露的三維多孔小龍蝦殼，然后將這種小龍蝦殼用網(wǎng)兜裝起來投入水體，就可以吸附水中的微塑料，而且它還不是一次性的。鄧紅兵團(tuán)隊(duì)研究出方法，對吸附了微塑料的小龍蝦殼進(jìn)行“沖洗”，實(shí)現(xiàn)了小龍蝦殼可持續(xù)利用。這一成果發(fā)表在《美國化學(xué)會·納米》雜志上。

而為了獲取這項(xiàng)研究所需的小龍蝦殼，鄧紅兵團(tuán)隊(duì)曾2天吃掉100千克小龍蝦。“根本吃不完，除了我們團(tuán)隊(duì)，還邀請了學(xué)院其他團(tuán)隊(duì)一起來吃?！编嚰t兵稱，加上前期研究，他們2年大概吃了300千克小龍蝦。用小龍蝦殼簡單有效，其他甲殼素會不會效果更好？鄧紅兵團(tuán)隊(duì)接著做了更多實(shí)驗(yàn)。他們將蝦殼素和魷魚（中國槍烏賊）骨的甲殼質(zhì)的兩種原生氫鍵網(wǎng)絡(luò)打斷重排，形成一種多級纖維框架海綿材料。此外，他們還利用源自魷魚骨的甲殼素納米纖維網(wǎng)絡(luò)和源自棉花的纖維素微纖維氫鍵自組裝，構(gòu)建了吸附位點(diǎn)激活且可適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境因素的全生物質(zhì)多級纖維框架。

下一步，鄧紅兵和團(tuán)隊(duì)將從家用凈水、水處理方面入手，大力推進(jìn)成果市場轉(zhuǎn)化和推廣。