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杜安環(huán)保
【中國環(huán)保在線 新聞】很多人都盡量選擇當(dāng)?shù)氐氖澄?，覺得比較靠譜，但其實(shí)我們消費(fèi)的大部分水果和蔬菜都可能來自遙遠(yuǎn)的地方 - 特別對(duì)于那些住在大城市的人來說。原因很簡單——在城市里很難獲得種植作物的水和土地。對(duì)此，有很多科學(xué)家在尋找可以在城市地區(qū)種植農(nóng)產(chǎn)物的可持續(xù)的方案。美國佐治亞理工學(xué)院(Georgia Tech)的土木與環(huán)境工程學(xué)院陳永勝教授的團(tuán)隊(duì)就是其中的探索者之一。
2018年10月，他們一個(gè)利用校園廢水種植作物的試點(diǎn)項(xiàng)目獲得了美國農(nóng)業(yè)部(USDA)500萬美元的資助，這是佐治亞理工學(xué)院校史上獲得的來自USDA大的一筆撥款。
話說用污水來澆灌作物，這個(gè)理念我們的祖先在好多年前就實(shí)踐了。佐治亞理工的這個(gè)團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目有何獨(dú)特之處能獲得美國農(nóng)業(yè)部如此巨額的資助呢？《第三眼》專欄請(qǐng)來美國雜志“Forbes”的作家Jeff Kart帶大家看個(gè)究竟。
用污水澆灌作物
"記得要多吃水果和蔬菜啊，"相信在座各位都這樣被你們的媽媽嘮叨過。而在不久的將來，你可能會(huì)聽到網(wǎng)上專家給你這樣的建議：“用污水澆灌的漿果和蔬菜有益身體健康。”
這真不是玩笑，如果你能放下對(duì)污水的“成見”，專家們這樣的建議其實(shí)對(duì)我們的地球是很有好處的。緊，美國農(nóng)業(yè)部就給佐治亞理工學(xué)院的一個(gè)用校園污水澆灌作物的中試項(xiàng)目授予了500萬美元的撥款。這是美國農(nóng)業(yè)部給予該校史上金額大的一筆資助撥款。
當(dāng)然這筆款項(xiàng)不會(huì)一次過達(dá)到學(xué)校賬戶里，它會(huì)分5期由美國農(nóng)業(yè)部的國家食品和農(nóng)業(yè)研究所 (NIFA-National Institute of Food and Agriculture)撥出。該項(xiàng)目已經(jīng)從去年8月開始設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的搭建和安裝估計(jì)會(huì)在今年秋天完成，但一些小試會(huì)從今年1月開始進(jìn)行。
陳教授和他團(tuán)隊(duì)提出了用厭氧膜反應(yīng)器(AnMBR)的生物處理方法來講有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化成沼氣，并去除大腸桿菌等病原體，確保食物安全。與此同時(shí)，保留污水中的氮、磷、鉀等營養(yǎng)物。借助陳教授團(tuán)隊(duì)在納米材料上的研究成果，他們的AnMBR還可以去除微量污染物，例如內(nèi)分泌干擾物、重金屬和藥物等。處理后的出水將泵送進(jìn)入垂直水培系統(tǒng)。他們會(huì)安裝相應(yīng)儀表設(shè)備連續(xù)監(jiān)測(cè)出水和作物的質(zhì)量，測(cè)量化學(xué)污染物的含量和微生物的情況。
在水培種植部分，他們會(huì)在可控生長環(huán)境中使用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來為每種作物尋找合適的“食譜”，找到理想的養(yǎng)分配比、生長溫度和濕度等。此外他們還會(huì)測(cè)試一些周邊技術(shù)，例如用太陽能降溫，污水和廚余消化產(chǎn)生的沼氣來為微型冷卻降溫系統(tǒng)供電。后他們還會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做LCA生命周期分析，以綜合評(píng)估其可行性。
有了這些營養(yǎng)物，垂直水培系統(tǒng)就不需要在額外添加肥料了。這些都是針對(duì)城市農(nóng)業(yè)目前存在的困境設(shè)計(jì)的，因?yàn)檫@些地方人多地少，很難獲得作物種植所需的水和土地?，F(xiàn)在長途運(yùn)輸食物也耗費(fèi)了大量的化石燃料。
佐治亞理工學(xué)院土木和環(huán)境該工程系的的陳永勝教授表示，項(xiàng)目目標(biāo)是要展示污水處理的潛能，除了被抽水馬桶沖走排入集中式的污水處理廠，它還可以被用于所謂的城市可控環(huán)境農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。“從社交、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)角度來看它都是可持續(xù)發(fā)展的，而且可以很容易地在其他城市復(fù)制。”陳教授說。
的嘗試
在陳教授看來，除了是佐治亞理工獲得了來自美國農(nóng)業(yè)部大的 資助撥款之外，這個(gè)項(xiàng)目真正之處在于用生活污水的營養(yǎng)物來種植水培作物，這應(yīng)該是個(gè)這樣的項(xiàng)目。"這種方法能耗更低，效率更高，這意味著我們的技術(shù)比市場(chǎng)上現(xiàn)有的技術(shù)更大程度地利用污水中蘊(yùn)含的資源，而且不需要使用額外的肥料，也節(jié)省了運(yùn)輸?shù)某杀尽?/strong>"陳教授說。
想美國其他學(xué)校和城市，佐治亞理工學(xué)院校園的污水產(chǎn)量都不小。2012年該校的年污水產(chǎn)量約為4.24億加侖，也就是它每天產(chǎn)生的污水多大40000立方米，相當(dāng)于一個(gè)中型污水廠的規(guī)模。
中試項(xiàng)目的設(shè)計(jì)處理能力為10m³/天。"聽上去可能只是水桶里的一滴水，但在中試規(guī)模應(yīng)足夠用來驗(yàn)證技術(shù)的可行性。"陳教授說。除了探尋更加綠色的蔬果種植方式，該項(xiàng)目還會(huì)幫助學(xué)生了解他們的水都是從哪里來的。
"厭氧工藝產(chǎn)生的污泥只是好氧活性污泥的10%，”陳教授補(bǔ)充道，“這減少了污泥后續(xù)處置的量，還將碳氮磷等資源變成甲烷、溶解性氮磷肥，而不是二氧化碳、氮?dú)饣蛘呋瘜W(xué)除磷的沉淀物。”
無肉星期一
但是，佐治亞理工學(xué)院的學(xué)生目前還買不到這些用污水澆灌收獲的水果和蔬菜。因?yàn)檠芯咳藛T在忙著這個(gè)污水處理+水培種植的中試系統(tǒng)的搭建工作。校方將建設(shè)地點(diǎn)放在了他們的“Eco-Commons”里，后者是一個(gè)展示各種可持續(xù)建筑和基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的集成場(chǎng)地。
這些農(nóng)產(chǎn)品會(huì)首先進(jìn)去實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行廣泛的測(cè)試。要找到消費(fèi)者來生產(chǎn)污水不是一件容易的事情。“如果我們想推行這樣的分散式系統(tǒng)，在政策層面我們會(huì)遇到什么問題呢？”陳教授會(huì)給自己如此提問，“人們會(huì)買這些靠污水種植的農(nóng)產(chǎn)品嗎？”就此，他們和校方和亞特蘭大州的其他機(jī)構(gòu)合作，例如包括公共政策學(xué)院的Kaye Husbands Fealing教授和市長可持續(xù)發(fā)展辦公室。
“我們將測(cè)試水果和蔬菜的營養(yǎng)成分，以驗(yàn)證污水中的營養(yǎng)物可以取代傳統(tǒng)化肥作為養(yǎng)分來源，終種出營養(yǎng)豐富的作物產(chǎn)品，”陳教授解釋說。
當(dāng)然他們還將對(duì)其健康安全進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)，確保產(chǎn)品符合國家標(biāo)準(zhǔn)。一旦這些產(chǎn)品得到安全認(rèn)證，誰知道會(huì)不會(huì)因此掀起新一輪“無肉星期一”的時(shí)尚潮流？
原標(biāo)題：500萬美元！污水種植蔬菜項(xiàng)目獲得美國農(nóng)業(yè)部巨額資助
