你每年喝进去的塑料，等于一张银行卡，如何用磁铁对抗微塑料污染
每年都有大量塑料流入河流和海洋，危害环境，也可能危害人类健康。但是如果我们能用磁铁的力量把它从水中拉出来呢？
孩提时，费雷拉花了数小时探索爱尔兰西南部家乡 Ballydehob 附近的海岸线。但他在附近隐蔽的、布满鹅卵石的小海湾上待的时间越长，他就越发现散落在海滩和海中的大量塑料垃圾震惊了。“对我来说，这看起来不太好，岸边到处都是彩色的塑料碎片，”他说。
在世界各地，人类每年估计产生3 亿吨塑料垃圾，至少有1000 万吨最终流入我们的海洋，相当于每分钟一辆垃圾车。
但费雷拉看不到的塑料才是真正让他担心的。微塑料是小于 5 毫米的碎片，它们要么直接来自我们使用的产品，要么随着较大的塑料物体在环境中分解而产生。它们无处不在，它们被发现在世界上最深的海沟底部，并栖息在北极海冰中。
“当我发现微塑料时，我真的很焦虑，”现年 20 岁、荷兰格罗宁根大学化学系学生的费雷拉说。“这些塑料将在我们的环境中存在数千年。我们将在停止使用塑料后很长时间内处理它们。”
随着他对环境中微塑料的环境影响有了更多的了解，费雷拉开始寻找对抗它们的方法。这是他在当地海滩上的一个偶然发现，让他想到了一种从海洋中去除这些微小、无处不在的塑料的新方法。
我们的衣服、化妆品和清洁产品中都含有微塑料。一次洗衣平均可释放700,000 根微塑料纤维。这些纤维长度不到一毫米，进入河流和海洋，在那里被鱼甚至珊瑚吃掉。由于它们的尺寸很小，微塑料能够通过过滤系统，因此很难避免它们。
一个2018研究，塑料污染也可在瓶装水发现，用259个瓶装水样品科学家检查含塑料微粒93％。
根据最近的研究，我们在日常生活中不断吸入和摄入微塑料。纽卡斯尔大学研究人员在 2019 年进行的一项研究发现，全球人们每周平均摄入 5 克塑料，相当于一张信用卡。然而，这种微塑料饮食对我们健康的影响仍然知之甚少。
然而，塑料中使用的化学物质与一系列健康问题有关，包括癌症、心脏病和胎儿发育不良。研究发现，人类接触微塑料会导致氧化应激、炎症和呼吸系统问题。
“塑料问题的紧迫性尚未影响人们，”费雷拉说。“塑料污染是一个公共健康问题。你喝的不仅仅是塑料，还有添加到其中的化学物质。塑料会吸引重金属并将它们带入我们的系统。”
另一个问题是塑料可能有助于运输病原体，这些病原体会与材料结合。一个2016年的研究发现病原体霍乱弧菌，从而导致人类霍乱，附加到从北海和波罗的海的采样塑料微粒。
“这不仅是我们环境健康的问题，而且确实是一个关系到我们所有人和我们的健康的问题，”费雷拉说。
环境中的塑料数量预计会变得更糟。预计到2030 年塑料产量将增加60%，到 2050 年将增加两倍。根据艾伦麦克阿瑟基金会的说法，到那时，海洋中的塑料可能比鱼还多，艾伦麦克阿瑟基金会是一家英国非营利组织，旨在促进循环经济，其中材料被重复利用而不是被扔掉。
在 12 岁时，费雷拉决心找到一种解决方案来去除水中的微塑料。他首先设计了自己的光谱仪，这是一种使用紫外线来测量溶液中微塑料密度的科学仪器。
“我可以看到水中有很多微塑料，它们不仅仅是来自在海中分解的大塑料，”他说。“需要有一种方法来解决这个问题。”
费雷拉在他当地的海滩上想出了一种可以从水中提取微塑料的解决方案。“我发现了一些漏油残留物，上面附着了大量塑料，”他说。“我意识到油可以用来吸引塑料。”
费雷拉将植物油与氧化铁粉混合，制成磁性液体，也称为铁磁流体。然后，他将各种日常用品中的微塑料混合在一起，包括塑料瓶、油漆和汽车轮胎，以及洗衣机中的水。
在微塑料附着在铁磁流体上后，费雷拉使用磁铁去除溶液，只留下水。
经过 5,000 次测试，费雷拉的方法从水中提取微塑料的有效率为 87%。
费雷拉目前正在设计一种设备，该设备使用磁力提取方法在水流过时捕获微塑料。该设备将足够小，可以安装在水管内，以便在水流过它们时连续提取塑料碎片。他还一直致力于开发一种可以安装在船舶上的系统，以便它们可以从海洋中提取塑料。
“目前没有有效的解决方案来去除天然水道中的微塑料，”Anne-Marieke Eveleens 说，她创造了另一种称为气泡屏障的装置，这是一种可以安装在运河和河流上的管装置，可以用溪流捕获更大的塑料废物引导它到集水区的气泡，防止它进入海洋。“我们的气泡屏障在捕获大塑料方面非常有效，可以捕获小至 1 毫米的塑料微粒。费雷拉的创新能够去除所有类型的微塑料。”
2019 年，费雷拉在 Google Science Fair 上向专家评委小组展示了他的发明，这使他赢得了比赛并获得了 50,000 美元（36,400 英镑）的教育奖学金。
“他观察并解决了他在当地看到的一个具有巨大全球意义的问题，”费雷拉在舒尔社区学院的前科学老师、谷歌科学博览会的导师拉里萨凯利说。“他的发明基于非常简单的组件，具有开创性。它具有提供解决方案的巨大潜力，这将有助于全球范围内从环境中去除微塑料的努力。”
“我最初是一个孤独的发明家，”费雷拉说。“在 Google Science Fair 之后，我突然可以与科学家交谈，他们对我所做的事情给予了赞扬。我的想法不再是孩子发明的玩具。”
在获得由演员小罗伯特·唐尼 (Robert Downey Jr) 创立的足迹联盟( Footprint Coalition) 的资助后，费雷拉开始扩大该技术的规模，以便将其用于废水处理设施并防止微塑料逃逸到海洋中。
他目前正在与美国 Stress Engineering 公司合作，对他的发明进行微调，并设计出一种由不锈钢、玻璃或再生塑料制成的设备。“我们正在努力创造一些我们不会造成更多塑料污染的东西，”他说。
该技术“非常快速、廉价且能耗低”，他说，并补充说它可以很容易地集成到现有设施中，并且能够处理正常流速的水。
费雷拉还在开发一种以消费者为中心的设备，该设备可以安装在家庭管道内，在水进出房屋时对其进行清洁。其目的是为人们提供可安全饮用且可持续的水。
“我不想每天都喝塑料，”他说。“通过在家中建造这种设备，我们不仅可以保护我们的健康，还可以提高人们的认识。”
他正在世界各地不同的水体中测试这些设备，并希望在未来两年内将它们商业化。
但费雷拉说，他作为一名年轻的发明家，在他的整个旅程中遇到了怀疑，并希望像他这样的发明将有助于改变这种态度。随着他这一代人继承了前人所创造的问题，世界可能需要更具想象力的解决方案。
“很多人不信任年轻的发明家，”他说。“这需要改变。年轻人有能力提出新的创意。”
