巴西研究人员利用蔗渣高效去除污染水中除草剂残留物草甘膦

由于草甘膦成本低廉且提高作物产量的潜力巨大，因此被广泛用于控制杂草、入侵物种和农业害虫等不需要的植物的生长，但科学研究表明它可能对人类健康造成危害，并且在特别是可能会带来癌症风险。

奥地利、保加利亚、哥伦比亚、哥斯达黎加、丹麦、萨尔瓦多、德国和希腊等国家限制或禁止使用含草甘膦产品。然而，在巴西，此类产品的年使用量平均为 17.32万吨。其中一部分被雨水带到河流、水井和其他水生环境中。

巴西圣保罗州立大学 (UNESP) 的研究人员制定了一种从水中去除草甘膦（世界上最常用的除草剂之一）的策略。受循环经济概念的启发，该技术以甘蔗渣为基础，甘蔗渣是糖厂和乙醇厂产生的废料。

左：含有从甘蔗渣中提取的纤维素的溶液。右图：与受草甘膦污染的材料接触的纤维，并接受不同 pH 值下草甘膦含量测定方法的处理

该过程利用了蔗渣作为起始材料。蔗渣是在压榨甘蔗提取汁液后剩余的残渣。首先，将蔗渣切碎，使其变成较小的颗粒。然后，通过将其与半纤维素和木质素分离来提取纤维素。纤维素是蔗渣中的主要成分，具有吸附性质。

接下来，将纤维素纤维进行功能化处理。通过在纤维素表面添加季铵基团，使纤维素表面带有正电荷。这样，纤维素微纤维具有阳离子特性，可以与草甘膦分子容易结合。

在研究中，研究人员还关注了pH值的变化对吸附过程的影响。当pH值变化时，吸附剂材料（功能化的纤维素微纤维）和草甘膦分子会呈现不同的分子构型。研究发现，在pH 14时，纤维素微纤维与草甘膦之间的相互作用最为有效，从而实现最大的吸附和最佳的去除效果。

这个方法利用蔗渣作为原料，通过纤维素的功能化和pH值的调节，实现了对草甘膦的吸附和去除。这种方法有望在环境中去除草甘膦等有害物质上发挥实际应用价值。

研究成果发表在Pure and Applied Chemistry上。