汙水中的奈米微粒下場為何？
- 上線日期：2009/11/30 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
消費商品如藥妝、清潔劑甚至食品中使用二氧化矽奈米微粒的數目正快速增加，於是污水處理廠成為粒徑僅數十奈米的微粒隨著廢水或污泥進入環境的主要管道。雖然尚無證據顯示這些奈米微粒會對環境造成威脅，但由於缺乏偵測污水中奈米微粒的方法，它們的最終命運仍然是一個謎。
最近，英國生態與水利中心(Center for Ecology & Hydrology, CEH)及ISIS中子源的科學家利用小角度中子散射(small angle neutron scattering, SANS)克服了上述問題。SANS是用來研究奈米結構的技術，它以低能中子束射擊樣品，並測量透射中子束中產生微小偏折的中子密度。
ISIS中子源的Steve King解釋，以電子顯微鏡去個別計數廢水中的奈米微粒數目既費時又費力，採用光散射則有背景干擾的困難，而SANS的解析度可達數奈米，且能測量出奈米微粒的濃度、大小、形狀與聚集的情形。
該團隊複製初級污水處理廠的環境，並觀察氧化矽奈米微粒是懸浮在液體中或沈降至污泥裡。他們研究了裸露的以及披覆界面活性劑的奈米微粒，結果發現裸露的奈米微粒維持懸浮狀態，披覆界面活性劑者則會與污水中的其它成份反應並快速生成固態污泥。研究人員在純水中重複相同實驗，發現兩種奈米微粒在純水中都維持分散的狀態。
該團隊利用SANS來研究導致披覆活性劑的奈米微粒快速聚集與沈降的作用機制，並認為界面活性劑分子與污水中有機物質的反應是上述機制的媒介。其他如電解質引起的聚集機制則屬於較長時間尺度的作用。
上述兩種奈米微粒行為上的差異，提供了在初級處理廠分開它們的可能性。CEH的Helen Jarvie指出，奈米微粒的表面化學特性會影響它們在污水處理中的移除方式；藉由披覆來修改奈米微粒的表面化學特性，可以改變它們通過污水處理廠的途徑，或許能避免每年上百噸的奈米微粒進入下水道中。詳見Environmental Science and Technology 43, p 8622 (2009)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/40994
譯者:李書安(逢甲大學環境工程與科學學系)
- 相關附件: