解决环境问题通常只意味着清理人类造成的烂摊子。但科学家们越来越有兴趣将污染变成有价值的东西。正如俗话所说,“一个人的垃圾是另一个人的宝藏”,研究人员现已证明,可以从工业和农业废料中获取有用产品,同时修复受污染的土壤、水体和空气。
空气污染
科学家们正在迫切努力解决的一个环境问题是导致气候变化的二氧化碳排放。研究人员正在开发一些工艺,能够捕获二氧化碳并将其转化为有用的化学品,例如甲醇——甲醇可用于燃料电池——或尿素,尿素在化学工业中用作溶剂、氮肥,以及用于乳酸,乳酸可用作食品防腐剂。
二氧化碳还可以被捕获,用于帮助培养藻类,之后收获藻类用于生产生物燃料。

水污染
废水——即我们所有人从家里、办公室及其他场所冲入下水道的污水——含有毒素和有机污染物,处理设施需要在其进入江河和海洋等天然水体之前将其去除。然而,研究人员正在努力回收这些有机物并将其转化为有用的东西。磷和氮是土壤中的必需养分,存在于废水中,可以作为肥料回用于农田。
研究人员还训练微生物分解废水中含有的有毒有机污染物,并从中产生电力。在净化水体的同时,微生物燃料电池可以将废水处理设施变成绿色能源的巨型电池,因为具有电化学活性的细菌会降解有机物质并释放电子,从而产生电流。
土壤污染
土壤受重金属污染的问题尤其难以解决。通常,唯一的办法是挖出受污染的土壤,并将其运往垃圾填埋场处理。即便如此,污染物仍可能从土壤中渗出,进入地下水库,并有可能进入植物和粮食作物中,因为这些作物在生长过程中会吸收水分。另一种方法是将植物修复与生物精炼相结合。
生物精炼是指加工生物质——例如食物废料和农业产生的植物残余物——以生产有价值的商品。植物修复利用植物从受污染土壤中提取金属来清理环境污染,其原理就像一朵白玫瑰会从染色的水中吸收红色食用色素并长出红色花瓣一样。
中国蕨(蜈蚣草)在生长过程中能够富集砷,可用于清理受砷污染的地区,例如英格兰康沃尔郡和德文郡前矿区周边的土地。植物修复还可以帮助从世界上污染最严重的地方回收稀土元素和贵金属,例如中国的贵屿镇,该镇因电子废物处置而受到严重污染。
通过收割在细胞中储存金属沉积物的植物,有毒金属便可从环境中被去除。随后,植物生物质可以经过加工以回收金属,用于生产能源、燃料或工业化学品,从而使整个过程实现自我盈利。
环境工程师正在发挥想象力,在清理环境的同时从废物中创造财富。随着环境问题日益加剧,我们将需要更多富有创造性的思维。





