水中缉油，无“微”不至

苏更林

今年年初，巴拿马籍“桑吉”油

轮与香港籍一散货轮在长江口以东约30千米处发生碰撞，造成装有凝析油的“桑吉”油轮起火，并形成了10平方千米的油污带，溢油情况严重。这种大面积油污染处理难度较大……防治水体油污染是一个全球性难题，不仅考验着人们的环保意识，也考驗着科学家的智慧。

油污染触目惊心

说起油污染，同学们也许会不以为意。不就是水体中混有一些小油滴吗？有什么值得大惊小怪的呢？

我们都知道，水是生命之源。水体遭到油污染，会危及我们的健康和安全。含油废水具有点多、面广的特点，其对整个生态系统的危害是十分巨大的。

别的暂且不说，光居家饮食和餐饮饭店的排油量就绝不是一个小数字。生活中的油污染已经司空见惯，而在工业生产中，合油废水的排放更是触目惊心！更何况，在海洋运输以及作业中原油的排放或泄漏也会造成严重的海洋油污染。

水体遭到油污染，会影响水质，并会引起水体缺氧。油类物质往往会在水面上形成一层油膜，阻止空气中氧气进入水体中。而水体中含油物质的氧化又需要消耗大量的溶解氧，如降解1千克石油，需要消耗41万升海水中的溶解氧。栖息其中的动植物则会因缺氧而窒息死亡，其后果是十分严重的。特别是水体中浮游生物的死亡，又会影响水体的自净作用，从而降低水资源的利用价值。

合油废水的成分极其复杂，其中油类及其分解产物往往含有许多种有毒物质。用这样的合毒水体灌溉农田，会造成土壤的污染。无论是水体污染还是土壤污染，都会通过生物的富集作用，最终通过食物链进入人体，从而危及人类的健康。

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油在水中的存在状态

在含油废水中，油的存在形式是极其复杂的。按照油滴粒径大小的不同，油在水中的存在形式—般分为如下几大类：

1

浮油

油滴颗粒的直径较大，一般大于1 50微米。浮油通常以连续的油膜形式漂浮于水面，这是油污染水体的主要存在形式。

2 分散油

油滴粒径一般为20～150微米，悬浮分散于水体之中。分散油不很稳定，可聚集成较大的油珠而转化为浮油。

3 乳化油

油滴粒径一般小于20微米，以水包油或油包水的形式悬浮于水中，水油体系非常稳定。水包油是指油滴被水包裹着，而油包水是指水滴被油包裹着。

4 溶解油

油滴粒径非常小，有时可小到几个纳米。溶解油通常以化学方式分散于水体中，非常稳定，难以用一般方法去除。

小“微球”的“缉油”绝活

既然水体油污染具有如此大的危害，那么，防治水体油污染就成为了一个十分紧迫的课题。

然而，传统的物理、化学以及生物等除油方法都存在很大的局限性，比如效率低、成本高，并且容易产生二次污染。特别是对于小于20微米的小油滴，传统的方法则表现得无能为力。

所以，开发高效、快速、低成本的油水分离技术就成为了治理油污染的一项新任务。中科院理化所研发的缉油“神器”就是在这样的背景下诞生的。

这种缉油“神器”其实就是一种能分离微小油滴的传奇材料，名字叫作“磁性两面神微球”。这种“微球”的个头非常之小，我们的肉眼根本看不到它的存在。不过，它的缉油本领可是顶呱呱的！对于那些让传统方法束手无策的超级小油滴，“微球”可是“手到擒来”哦！

两面“抓手”轻松缉油

对于不同种类和比例的油水混合物来说，这种缉油“神器”只要2分钟左右，就能把水中的超级小油滴“缉拿归案”，并且分离效率高达99%！

这种缉油“神器”之所以能在水中缉油，源于其在功能上的“两面”性质。

这种特殊材料的模样很像一个立体状的 “月牙”，拥有一个凹面和一个凸面。凹面是亲油的，能与油相结合;而凸面是亲水的，能与水相结合。

在油水乳液中，小“微球”的亲油“抓手”能有效缉拿水中的超级小油滴，并迅速形成雪人状的结构。在剧烈的晃动过程中，那些被缉拿的超级小油滴就会合并成大的油滴，这样就能使油水乳液快速地分层了。

听从磁的指挥

超级小油滴被一个个“缉拿归案”之后，该如何把它们分离出来呢？说来有点奇怪，那些小“微球”还具有自组装功能呢！小“微球”能够在油水界面上进行自组装，从而紧密排列在大油滴的表面。

科学家预先就在“微球”的亲水表面上配置了四氧化三铁成分，这样就使得小“微球”也具有了磁性。因此，这种缉油“神器”也被称为“磁性微球”。

这样一来，“抱成团”的大油滴不就可以用磁铁来吸引了吗？因此，在外加磁场的作用下，这些大油滴就会在磁场的引导下进行运动，从而把水体表面上的油层给分离出去。

健康生活离不开清洁之水，因此科学处理含油废水至关重要！然而，科学处理含油废水是一项复杂的系统工程，需要综合运用多种技术手段才能奏效。“磁性两面神微球”在缉拿超级小油滴方面的优势，使其有望在含油废水处理以及水体净化等领域建功立业。