在我们日常生活中,无论是厨房洗菜刷碗的水,还是写字楼校园的保洁用水,最后它们都有一个共同的名字——污水。
污水最后去哪了?
每个城市都有自己的地下管网通道,污水通过它们进入污水处理厂, 传统的处理过程都是经过过滤,消毒以及氧化等化学过程多级处理后排放到海洋或再利用,缺点很明显,不仅部分污染物难以去除,而且会有二次污染的风险。

图源:veer图库
如今污水还能怎么处理?
为摆脱以上问题,不同的新方法层出不穷,这里我们旨在介绍一种能将污水处理和增加碳汇结合到一起的新途径——污水碱化增汇技术(WAE技术)
所谓增汇就是把气态二氧化碳转化为稳定的碳形式,从而降低大气二氧化碳浓度,缓解全球变暖。初中化学告诉我们,二氧化碳可以和碱反应,酸性溶液有更强的溶解性,基于这些理论,我们提出WAE技术的基本框架:通过向酸性污水中投入碱性矿物,不仅可以提高矿物的溶解速率,而且溶解产生的氢氧根离子可以与二氧化碳反应,生成碳酸氢根,达到固碳作用,并且氢氧根离子还可以直接沉淀金属离子如镁离子,达到净水效果。

硅酸盐矿石
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这样真的能处理干净吗?
当然不够,污水中除了金属离子,还有众多细小有机碳颗粒(POC),它们包含浮游植物残体和有机碎屑等,极易分解产生二氧化碳,对环境很不友好。为了解决它们,我们可以选择培养特定微生物,通过微生物工程将这些易分解的有机碳变成更稳定的惰性有机碳形式(RDOC),真正做到碳封存。同时,微生物可依附于碱性矿物上,理论上可以进一步提高其溶解速率。
这样一来,WAE技术不仅可以实现低污染污水处理,而且可以将污水处理厂直接打造成为“吸碳机器”,为应对全球气候变化注入新动力,可谓是意义非凡啊。
全球气候治理不能一蹴而就
正所谓“革命尚未成功,同志仍需努力”,WAE技术目前尚未成熟,仍处于待开发状态,但就其目前所展现出的巨大潜力,我们相信它未来可以成为我国实现碳达峰碳中和过程中的重要一环。而关于WAE技术的研究,我们主要有以下两个方向:
就是针对碱性矿物的选取,包括它溶解后的成分是否会造成二次污染,矿物本身成本的高低等等,另外还需要考虑的就是对污水环境的控制,包括污水的温度,与矿物混合的占比等等,这都需要我们用实验来探索。
第二呢,就是关于微生物的培养,这就复杂许多了,不仅要先挑选合适的微生物种类,更要测试其在具体污水环境下进行碳转换的实际效率,以及对碱性矿物溶解速率提高的能力强弱等,另外微生物培养周期长也是我们需要考虑的挑战之一。
总之,全球气候治理不能一蹴而就,对污水处理厂的改造只是其中一环,还有更多方面,更深层次的治理新途径等待着我们去探索。环境问题治理道阻且长,但行则必至,地球需要大家一起守护,你我势在必行。
本文由海洋负排放(ONCE)国际大科学计划、厦门大学碳中和创新研究中心支持。
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