塑料因其成本低、延展性好、可塑性强等特点广泛应用于日常生产和生活，其在自然环境和人类活动领域中经过物理、化学和生物作用，会逐渐分解为更小的颗粒，如微塑料（<5 mm）甚至纳米塑料（<1000 nm）1, 2。轻质微小的纳米/微塑料（nano-/microplastics, NMPs）极易通过风力与水流传播，广泛存在于海洋湖泊等水环境，进而对各类食品造成污染3, 4。包括王国庆研究小组在内的诸多研究者发现，抗生素5、重金属和持久性有机污染物易附着在NMPs表面6，通过皮肤、呼吸道、食物链等途径进入生物体7，对海洋生物8、生态系统和人类健康构成威胁9。因此，从海水等环境基质中去除NMPs至关重要。虽然近期开发的多孔淀粉海绵10、食用油乳液11等生物材料得到应用，磁纳米颗粒分离技术因其分离速度快和操作简单等特点受到更广泛关注。但实际应用中磁纳米颗粒常因与NMPs表面相互作用弱12，致使复杂基质中去除NMPs的效率低下。因此，亟需开发一种既能高效吸附NMPs，又可保持环境免遭污染的可持续磁分离方法。
图1 Fe₃O₄@OA 磁性纳米颗粒在去除环境和食品基质中纳米塑料（NMPs）的应用。（a）使用 Fe₃O₄@OA 磁性纳米颗粒从各种基质中去除纳米塑料的效率。（b）使用 Fe₃O₄@OA 磁性纳米颗粒对海水中的纳米塑料进行磁分离前（左）后（右）的悬浮液照片。（c）本方法综合应用的示意图，展示了在外部磁场下，从含有多种干扰物质的管道基质中去除纳米塑料的过程。
近日，进化所王国庆联合浙江大学、中国科学院烟台海岸带研究所等机构合作，开发出一种基于自然界中最常见的脂肪酸——油酸功能化的 Fe₃O₄磁纳米颗粒（Fe₃O₄@OA）的创新方法，实现了 NMPs 的快速、高效的可持续去除。成果以“Flash Elimination of Nano-/Microplastics from Complex Matrices with Record Efficiency and Sustainability”为题，发表在环境领域著名学术期刊《Chemical Engineering Journal》上。该方法利用 Fe₃O₄@OA的强磁性和油酸分子表面特性，通过疏水作用与范德华力精准吸附 NMPs，5 分钟内即可在海水、土壤上清液甚至鱼肉浆等 7 种复杂基质中达到约 95% 的去除效率，且不受 NMPs 的尺寸、形态和成分限制（图1）。更为重要的是，通过低极性溶剂处理，Fe₃O₄@OA可高效回收，在低浓度 NMPs（≤50 mg/L）污染水体中去除效率仍保持 98% ，兼具低成本、易获取和环境友好性。此项研究填补了现有技术在复杂基质中高效除塑的空白，为海水环境等复杂基质中 NMPs 污染治理提供了可持续的解决方案。
王国庆研究小组聚焦基于可持续生物材料的水产致病因子防控研究。此项成果为水产环境中微塑料等新型污染物的可持续防控提供了新思路。中国海洋大学研究生刘暖和纪迎新为该论文的共同第一作者，王国庆教授和浙江大学邱春天研究员为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金等项目资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.163238
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