Fresh Research for Fresh Air: Harnessing microbes for removing indoor pollutants

智利的研究人员设计了一种室内空气净化样机,利用微生物捕获和降解污染物,效率超过90%。在发表在《化学技术与生物技术杂志》上的这项研究中,科学家们证明了该系统可以运行8个月而没有任何效率损失。

随着对建筑物更好的隔热和能源效率的需求增加,缺乏气流导致室内空气质量恶化,对人类健康和环境构成威胁。生物过滤系统将空气通过含有固定化细菌和真菌的薄膜,提供了一种潜在的低成本和有效的解决方案。

阿尔贝托Vergara-Fernández是智利洛斯安第斯大学绿色技术研究小组的创始人,也是这项研究的通讯作者,他解释了这项研究背后的基本原理。

“第一个动机是寻找一种易于安装的处理系统,不依赖于新的管道和装置来使用。此外,在相同的原理下,它可以应用于不同的密闭环境,从家庭到工业。”

这项研究的重点是去除室内空间中特别令人关注的两种污染物:挥发性有机化合物(VOCs),它可能来自建筑材料和油漆等家居产品,以及木材燃烧产生的多环芳烃(PAHs)。

Fresh Research for Fresh Air: Harnessing microbes for removing indoor pollutants

目前去除这些污染物的方法主要局限于吸附技术,即使用活性炭过滤器捕获杂质。然而,Vergara-Fernández解释了这些系统的一个关键问题——污染物会积聚在活性炭上,形成需要处理的新废物。

在解释新原型系统的优点时,他说:“主要的区别在于污染物的破坏能力,而不是将它们转移到另一个阶段,在这个阶段它们也必须被消除。”考虑到污染物的降解,而不仅仅是吸附,支架的使用寿命更长,保持其高去除效率。”

研究人员使用真菌茄枯菌和红红球菌来培养该系统的初始微生物种群。经过8个月的连续工作,从空气中捕获了更多的物种,证明了该原型在保留空气中的细菌和真菌方面的潜力。

Fresh research for fresh air: Harnessing microbes for removing indoor pollutants

Vergara-Fernández解释了生物反应器中高度专业化的微生物菌群是如何提高净化系统的效率的。“其中一个主要发现是发展高度专业化的微生物联合体的可能性,这使得在很短的操作时间内获得很高的消除能力,保持良好的消除能力。”

虽然以前有一些研究使用生物方法在实验室条件下处理室内污染物,但尚未大规模部署商业系统,可能受到实现可接受的去除效率所需的大尺寸的影响。

Vergara-Fernández和团队希望他们可以继续发展他们的研究来解决这个问题。

他解释说:“我们目前正在研究的净化系统的主要挑战和限制是组成系统的设备尺寸的减小。我们正在开发一种结合了物理化学和生物技术的混合系统,目的是减少生物系统的入口流量。”