香蕉莖稈變身“凈化精靈”

香蕉莖稈廢棄物

　　香蕉莖稈是麻類天然纖維素，其有很多特性，如強勁、不易伸長、吸水和排水快速、纖維粗且質地硬、初始模量高等。從廢棄的香蕉假莖中可以將纖維素提取出來，而且它也符合未經修飾、無污染、全新、易降解等特征，所以又是環保型纖維素。

　　近年來，隨著香蕉產業的蓬勃發展，產生了大量的香蕉副產物。每年收獲香蕉的同時，香蕉莖稈廢棄物也會大量堆積。目前這些廢棄物在中國產區近乎被直接丟棄，這樣不僅造成了資源的浪費，還破壞了生態環境。

　　近日，中國熱帶農業科學院海口實驗站的科研人員在香蕉廢棄物資源化利用中取得新研究進展，利用香蕉莖稈制備出香蕉纖維生物吸附劑，本來一無是處的香蕉莖稈化身成為了“凈化精靈”，可以高效吸附水體中的重金屬以及油污等，為環境修復和生態保護起到了重要作用。

　　廢棄物危害多

　　香蕉是四大國際水果之一，我國是第二大香蕉生產國。據統計，2012年我國香蕉栽培面積600多萬畝，海南省是我國香蕉的主要產地之一。

　　香蕉與蘋果、梨等作物不同，一棵香蕉只結一次果。因此每年在大量收獲香蕉果實的同時，也會產生近乎與果實等量的香蕉莖稈廢棄物。

　　“每年，我國香蕉廢棄物多達1000多萬噸，而在我國香蕉產區這些廢棄物大多直接被丟棄，不僅造成蕉園環境污染，而且容易導致病蟲害蔓延。”中國熱帶農業科學院海口實驗站副研究員盛占武在接受《中國科學報》記者采訪時表示。

　　首先，“香蕉假莖體積龐大，運輸成本高，香蕉莖稈93%～95%都是水，對于蕉農來說并無大的用處。”中國熱帶農業科學院海口實驗站助理研究員艾斌凌博士告訴《中國科學報》記者。

　　所以，蕉農一般會選擇將其直接丟棄在蕉園或蕉園附近的公路旁或水渠中，因香蕉假莖腐爛時間較長，同時腐爛會產生惡臭味，因此既占地又污染空氣。丟棄在路邊或河溝中的香蕉假莖還會導致交通堵塞和水流不暢。

　　更為嚴重的是，隨意丟棄的香蕉廢棄物極易招來蟲害，如象鼻蟲、線蟲和葉螨等。可導致香蕉減產20%～40%，如果特別嚴重的話還會使作物絕產。

　　因此，如何提高香蕉廢棄物的再次利用是目前香蕉產業待解決的問題之一。盛占武帶領著團隊從挖掘香蕉莖稈存在的“潛力”為切入口開始了一系列研究。

　　變廢為寶巧利用

　　在蕉農眼里是廢棄物的香蕉莖稈，在科研人員手里居然變成了寶貝。

　　“香蕉莖稈中含有十分豐富的天然纖維素，是高附加值的農業廢棄物，是巨大的可再生資源。”盛占武表示，合理開發利用這些香蕉莖稈，進行資源化利用，既符合可持續發展的要求，又可以避免環境污染，可謂是“一箭雙雕”。

　　據介紹，香蕉莖稈是麻類天然纖維素，其有很多特性，如強勁、不易伸長、吸水和排水快速、纖維粗且質地硬、初始模量高等。從廢棄的香蕉假莖中可以將纖維素提取出來，而且它也符合未經修飾、無污染、全新、易降解等特征，所以又是環保型纖維素。近些年，隨著人們對生態環境的重視，國內外對香蕉纖維素的關注度也在提高。

　　記者了解到，目前，國內外對香蕉莖稈纖維已經有了很多研究，但基本上都停留在紡織和造紙等方面，研究范圍相對比較單一。

　　盛占武團隊另辟蹊徑，挖掘香蕉莖稈的其他“潛力”。“我們從材料的角度來著手，從香蕉莖稈中提取纖維，利用已脫膠的香蕉纖維，通過乙酰化和黃酸化改性，制備出香蕉纖維生物吸附劑。”盛占武說。

　　對比發現，單純的纖維表面比較光滑，而通過改性后的香蕉纖維，用電子顯微鏡可以看到其表面產生了很大的改變。“變成有許多孔的結構，表面變得粗糙，這些‘坑坑洼洼’的孔增強了纖維的吸附性，也增強了凈化能力。”中國熱帶農業科學院海口實驗站助理研究員鄭麗麗告訴《中國科學報》記者。

　　這種改性的香蕉莖稈纖維素可以用于重金屬吸附。“我們用香蕉莖稈研制的吸附劑，在水體里的吸附效果很好，可以高效吸附水體中的油污和重金屬，而鉻、鉛、砷的吸附率均在90%以上。”盛占武說。

　　延長香蕉產業鏈

　　從廢棄物綜合利用來說，“香蕉纖維這一吸附功能的開發，對于后續的下游產業，起到延長產業鏈的作用，對增加香蕉產業發展的積極性來說是有利的。”盛占武表示。

　　“由香蕉莖稈制備出的香蕉纖維生物吸附劑，具有很大的環境效益。”艾斌凌介紹說。

　　最突出的一點在于香蕉纖維本身就是純天然的。“我們只是通過改性來改變香蕉莖稈的一些性質，可再生可降解，這是很多吸附劑達不到的。”鄭麗麗表示，這種環境友好型的資源，不會對環境造成二次污染。

　　研究結果可用于處理污水處理廠、城市廢水等的重金屬污染問題。在鄭麗麗看來，現在大家越來越重視環境保護和生態保護，這項研究具有廣闊的發展前景。

　　“下一步，為了更好地實現資源循環利用，我們還將研究把吸附完以后的香蕉纖維生物吸附劑，通過解析來回收重金屬，這比以往的填埋方式更加環保有效。”盛占武說。