新鲜空气的最新研究利用微生物去除室内污染物

智利的研究人员设计了一种室内空气净化原型，利用微生物捕获和降解污染物，效率超过90%。在《化学技术与生物技术杂志》上发表的这项研究中，科学家们证明该系统可以运行八个月而不会造成任何效率损失。

随着对建筑物更好的隔热和能源效率的需求不断增加，气流不足导致室内空气质量恶化，对人类健康和环境构成风险。生物过滤系统使空气通过含有固定细菌和真菌的薄膜，提供了一种潜在的低成本且有效的解决方案。

智利洛斯安第斯大学绿色技术研究小组创始人、该研究的通讯作者阿尔贝托·韦尔加拉-费尔南德斯(AlbertoVergara-Fernández)解释了该研究背后的基本原理。

“第一个动机是寻找一种易于安装且不依赖于新管道和装置来使用的处理系统。此外，它可以在相同的原理下应用于从家庭到工业的不同密闭环境中”。

该研究的重点是去除室内空间中两种特别令人关注的污染物：挥发性有机化合物(VOC)，其可能源自建筑材料和油漆等家用产品，以及来自木材燃烧的多环芳烃(PAH)。

扫描电子显微照片显示运行8个月后生物净化器中存在多种微生物：黑曲霉。图片来源：阿尔贝托·维加拉-费尔南德斯

目前去除这些污染物的方法主要限于吸附技术，该技术使用活性炭过滤器来捕获杂质。然而，维加拉-费尔南德斯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：“主要区别与污染物的破坏能力有关，而不是与污染物转移到另一个相有关，也必须从另一个相中消除它们。考虑到污染物的降解和不仅仅是吸附，载体的寿命也更长，从而保持其高去除效率。”

研究人员使用真菌茄病镰刀菌和细菌红平红球菌来培养该系统的初始微生物种群。经过八个月的连续运行，从空气中捕获了更多物种，证明了原型在保留空气细菌和真菌方面的潜力。

Vergara-Fernández解释了生物反应器中微生物菌群的高度专业化如何提高净化系统的效率。“主要发现之一是开发高度专业化的微生物联盟的可能性，它可以在很短的运行时间内获得高消除能力，并保持良好的消除能力。”

虽然之前有许多研究在实验室条件下使用生物方法处理室内污染物，但尚未大规模部署商业系统，这可能是受到达到可接受的去除效率所需的大尺寸的影响。

Vergara-Fernández和团队希望他们能够继续开展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局限性是减小构成系统的设备的尺寸。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。”