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，在系統(tǒng)部署之前還需要進(jìn)行研究和開發(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)境中心的資深專家Jason Ren教授說，“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)沒有認(rèn)真思考過這個(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，“你真的可以賺錢。”

一般來(lái)說，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)展這一過程。

微藻培養(yǎng)

微藻培養(yǎng)可作為其他過程的補(bǔ)充。藻類和細(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，工作正在進(jìn)行中，以確定最佳的當(dāng)?shù)匚⑸锶郝洌⌒秃兔芗纳锓磻?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，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，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，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，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，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。

愛荷華州大學(xué)工程學(xué)教授Jerald Schnoor說:“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)。