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环球视界:美国NASA研发吸附沉积物中多氯联苯的技术-SPEARS

发布日期:2020-12-29 来源: IWA国际水协会
  为保护圣地亚哥湾(San Diego Bay)的水环境,当地政府机构圣地亚哥港启动了“Blue Economy Incubator”(蓝色经济孵化器)计划,通过各种试点项目来寻找合适的创新技术。经过了为期两年的测试,圣地亚哥港决定启用SPEARS(Sorbent Polymer Extraction and Remediation System)技术,并于12月14日部署在美国杯海港(America's Cup Harbor),用来去除海港沉积物中的多氯联苯(PCBs)。
  多氯联苯于1881年首先合成,1929年开始生产,之后在全球范围内广泛用于电容器和变压器等电气设备,并在日常用品中用作阻燃剂。多氯联苯具有持久性,这意味着它们在环境中不会轻易崩溃,且通常沿食物链进行生物放大,从而导致食物链中较高生物体内的多氯联苯浓度更高。1968年日本曾发生因 PCB 污染米糠油而造成的有名的公害病:“油症”。该有毒化学物质于1979年被禁止生产,被认为是世界上最广泛的污染物。
  SPEARS是由美国NASA研发的一种可持续、创新的修复系统,能有效从受污染的沉积物中吸收多氯联苯。SPEARS的主要结构是一个可伸缩垫衬,上面插着填充了特定试剂的塑料头(plasticspikes)(如下图)。它们被部署到受污染的沉积物中或无法进行疏浚清淤的区域,如码头,港口等地,然后像“海绵”一样,从周围的沉积物中被动吸收多氯联苯。由于多氯联苯具有疏水性,因此SPEARS的塑料垫衬和和内部溶剂为这些有害物质提供了理想的栖息地。SPEARS将多氯联苯从沉积物中吸引到孔隙水(porewater)中,然后再吸附到SPEARS的塑料膜上,最后进入到内部溶剂中。
  
  SPEARS清洁系统  图片来源: Port of SanDiego, 2020
  
  SPEARS工作原理动画示意图  图片来源: ecoSPEARS
  一旦修复完成,整个系统就会被取出,然后进入专门的还原性综合脱卤系统(Reductive Integrated Dehalogenation System, RIDS)彻底摧毁多氯联苯。SPEARS是一种真正可持续的绿色清洁系统,不会破坏水生生境,也不会重新释放污染物;与传统的清理方法相比,它消耗的水量和能源也更少。 
  参考资料
  Spahr, T. (2020, December). ecoSPEARSto Deploy Clean Water Technology at Port of San Diego America’s Cup Harbor.Retrieved from Port of San Diego: https://www.portofsandiego.org/press-releases/general-press-releases/ecospears-deploy-clean-water-technology-port-san-diego
  ecoSPEARS. (n.d.). Clean Sediments.Retrieved from ecoSPEARS: https://ecospears.com/clean-sediments/