在最近的一項研究中，UCR的化學和環境工程助理教授Kandis Leslie Abdul-Aziz和她的同事詳細介紹了一種將塑料垃圾轉化為高度多孔的木炭或碳的方法，其表面積高達每克質量約400平方米。這種木炭可以捕獲碳，並有可能被添加到土壤中，以改善土壤的保水性和農田的通氣性。它還可以在自然分解時給土壤施肥。

然而，Abdul-Aziz警告說，還需要做更多的工作來證實這種木炭在農業中的效用。

塑料製炭過程是在加州大學河濱分校馬蘭和羅斯瑪麗-伯恩斯工程學院開發的。它涉及將兩種常見的塑料之一與玉米廢料–剩餘的秸稈、葉子、外殼和棒子–統稱為玉米秸稈。然後用高度壓縮的熱水對混合物進行烹製，這一過程被稱為水熱碳化。

高度多孔的炭是用聚苯乙烯（用於泡沫塑料包裝的塑料）和聚對苯二甲酸乙二醇酯（或稱PET）生產的，這種材料通常用於製造水和蘇打水瓶以及其他許多產品。

加利福尼亞州河濱市費爾蒙特公園的小河床上的塑料垃圾。資料來源：David Danelski/UCR的照片

在這項研究之前，曾有過一次單獨使用玉米秸稈來製作活性炭的成功嘗試，用於過濾飲用水中的污染物。在早期的研究中，僅用玉米秸稈製成的木炭經氫氧化鉀活化後，能夠吸收測試水樣中98%的污染物香蘭素。

在後續研究中，Abdul-Aziz和她的同事想知道由玉米秸稈和塑料結合製成的活性炭是否也能成為一種有效的水處理媒介。如果是這樣，塑料廢料可以被重新利用來清理水污染。但她說，由這種混合物製成的活性炭只吸收了測試水樣中約45%的香蘭素–使其對水的淨化沒有效果。

她說：”我們的理論是，在材料的表面可能還有一些殘留的塑料，這阻止了表面上這些（香蘭素）分子的一些吸收。”

木炭和活性炭的製作過程

儘管如此，通過結合塑料和植物生物質廢物製造高孔隙率木炭的能力是一個重要的發現，正如發表在ACS Omega雜誌上的論文《塑料和玉米秸稈共同分解產生木炭和活性炭的協同和拮抗作用》所詳細描述的那樣。主要作者是Mark Gale，他曾是UCR的博士生，現在是Harvey Mudd學院的講師。UCR的本科生Peter Nguyen是共同作者，Abdul-Aziz是通訊作者。

“這可能是一種非常有用的生物炭，因為它是一種非常高的表面積材料，”Abdul-Aziz說。”因此，如果我們只是停留在木炭上，而不是讓它在變成活性炭，我認為有很多有用的方法，我們可以利用它。”

塑料本質上是一種固體形式的石油，它在環境中積累，在那裡污染、糾纏、窒息並殺死不慎攝入的魚、鳥和其他動物。塑料也會分解成微粒子，進入我們的身體，損害細胞或誘發炎症和免疫反應。不幸的是，回收舊塑料的成本比用石油製造新塑料的成本更高。

阿卜杜勒-阿齊茲的實驗室採取了一種不同的回收方法。它致力於將塑料和植物生物質廢料等有害的廢品通過升級改造成有價值的商品重新投入經濟循環。