近日，據(jù)外媒報(bào)道，普林斯頓大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，下水道可以幫助凈化大氣。為全球城市服務(wù)的下水道為捕獲二氧化碳和其他溫室氣體提供了一個(gè)主要選擇。盡管該小組警告說(shuō)，在系統(tǒng)部署之前還需要進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，但它確定了幾條利用污水作為碳匯的可行途徑，即污水處理廠可以在清潔水的同時(shí)清潔大氣。污水處理是城市生活中一個(gè)平淡無(wú)奇的現(xiàn)象，但是最新研究發(fā)現(xiàn)，污水處理可以通過(guò)沖洗大氣中的溫室氣體，為應(yīng)對(duì)氣候變化提供一種成本效益高的方法。

“水工業(yè)在解決大氣問(wèn)題上可以發(fā)揮很大的作用。”環(huán)境工程和能源與環(huán)境中心的資深專(zhuān)家Jason Ren教授說(shuō)，“這是一個(gè)非常令人興奮的想法，因?yàn)槿藗兛偸强紤]能源或交通，但水并沒(méi)有被認(rèn)為是減少碳排放的主要因素。”

污水處理廠是一種大規(guī)模的工業(yè)操作，在廢水返回到環(huán)境之前使用各種技術(shù)去除污染物。雖然大多數(shù)人從來(lái)沒(méi)有認(rèn)真思考過(guò)這個(gè)系統(tǒng)，但水的體積卻是驚人的。例如，紐約市管理著14座污水處理廠，每天處理13億加侖的水(足以填滿大約2.2萬(wàn)個(gè)奧林匹克水池)。

在過(guò)去的幾年里，研究人員提出了利用廢水捕獲足夠的碳的方法，以抵消用于運(yùn)行下水道的重型設(shè)備所產(chǎn)生的碳。他們發(fā)現(xiàn)，一些技術(shù)不僅可以讓工廠平衡自身的排放(清潔水需要大量的能源消耗)，而且還可以吸收額外的碳，這些碳是操作員在污水通過(guò)工廠時(shí)注入污水中的。

“如果你認(rèn)為它是一種資源，你可以將包括二氧化碳在內(nèi)的部分廢棄物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，”Jason Ren教授說(shuō)，“你真的可以賺錢(qián)。”

一般來(lái)說(shuō)，操作人員會(huì)使用管道將二氧化碳?xì)怏w輸送到工廠的污水中。然后，他們將使用各種技術(shù)將這些氣體轉(zhuǎn)化為碳酸鹽礦物、生物燃料或一種叫做生物炭的污泥基肥料。

研究人員回顧了一系列技術(shù)，包括：

微生物電解碳捕獲

這種技術(shù)利用細(xì)菌和低電荷的組合來(lái)改變水的堿度，并隨著硅酸鹽的加入，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為固體碳酸鹽和雙碳酸鹽。除了可供工業(yè)使用的固體外，該工藝還可產(chǎn)生大量的氫氣。研究人員指出，這項(xiàng)技術(shù)目前正在實(shí)驗(yàn)室中使用，需要還要做更多的工作以證明它是否可以應(yīng)用到工業(yè)中。

微生物電合成

微生物電合成技術(shù)與微生物電解技術(shù)相似，只是該過(guò)程依賴細(xì)菌直接捕獲二氧化碳并將其轉(zhuǎn)化為其他有機(jī)化合物，如乙醇或甲酸。研究人員指出，這項(xiàng)技術(shù)是有希望的，但需要重大突破才能充分發(fā)展這一過(guò)程。

微藻培養(yǎng)

微藻培養(yǎng)可作為其他過(guò)程的補(bǔ)充。藻類(lèi)和細(xì)菌利用廢水中的二氧化碳、氮和磷來(lái)生長(zhǎng)。然后，操作人員收獲海藻，可用作動(dòng)物飼料，用于土壤處理或生物燃料生產(chǎn)。研究人員說(shuō)，工作正在進(jìn)行中，以確定最佳的當(dāng)?shù)匚⑸锶郝?，小型和密集的生物反?yīng)器，以及有效的技術(shù)，以分離固體和液體。

生物炭生產(chǎn)

這種方法將廢水污泥和微藻轉(zhuǎn)化為物質(zhì)，提高土壤保持水和養(yǎng)分的能力。這種去除病原體的技術(shù)在能量方面通常是自給自足的，盡管現(xiàn)在大部分的生物炭都是由干燥的植物制成的。研究人員說(shuō)用廢水污泥制造生物炭可能需要更多的能量或額外的步驟來(lái)解釋額外的水分含量。

Jason Ren教授說(shuō)，在許多地方，污水處理廠已經(jīng)設(shè)在工業(yè)設(shè)施附近，這些設(shè)施排放大量二氧化碳，如發(fā)電廠、水泥廠和煉油廠。

他說(shuō)，使用下水道系統(tǒng)捕捉碳，可以為這些公司提供碳信用的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。他還說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)可以被那些已經(jīng)在運(yùn)行自己的廢水處理系統(tǒng)的工業(yè)所使用，例如石油和天然氣生產(chǎn)商、釀酒廠和釀酒廠。

在分析這種操作可能帶來(lái)的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)利益時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)，數(shù)百萬(wàn)噸二氧化碳可以被捕獲和利用，而美國(guó)和中國(guó)這兩個(gè)世界上最大的二氧化碳排放國(guó)可以創(chuàng)造數(shù)十億美元的收入。

研究人員警告說(shuō)，雖然許多技術(shù)是有希望的，“這一概念仍處于初級(jí)階段。”他們說(shuō)，要充分利用這項(xiàng)技術(shù)，不僅需要科學(xué)家的工作，而且還需要監(jiān)管機(jī)構(gòu)、投資者和工業(yè)界的工作。

愛(ài)荷華州大學(xué)工程學(xué)教授Jerald Schnoor說(shuō):“污水處理是城市系統(tǒng)中最大的能源使用者和溫室氣體排放者之一。”

他認(rèn)為，技術(shù)存在試點(diǎn)規(guī)模，以實(shí)現(xiàn)零碳，但事實(shí)證明，這些技術(shù)目前并不具有可擴(kuò)展性或成本效益。但是隨著中國(guó)現(xiàn)在開(kāi)始實(shí)施”綠色基礎(chǔ)設(shè)施“倡議，這應(yīng)該是一個(gè)高度優(yōu)先事項(xiàng)。