美国莱斯大学的科学家们正在用一种既节省能源又能再生土壤肥力的方式清洁被石油泄漏污染的土壤。
他们使用一种叫做热解的方法，即无氧加热污染的土壤。& ldquo与标准焚烧技术相比，这种方法可以更有效、更快速地修复环境& rdquo莱斯大学乔治·布朗学院土木与环境工程系主任佩德罗·阿尔瓦雷斯(Pedro Alvarez)说& ldquo我们最初的目标是加快对石油泄漏的反应，但我们渴望将污染的土壤变成肥沃的土壤& rdquo。
阿尔瓦雷斯和他的同事在美国化学学会的《环境科学与技术》杂志上发表了一篇论文，展示了他们是如何做到的。
阿尔瓦雷斯说，海上漏油往往是最受关注的，但98%都发生在陆地上。全世界的工业和政府每年花费超过100亿美元来清理漏油。
莱斯大学的团队发现，污染土壤热解三小时后，残留的石油烃含量不仅降低(远低于规定标准，通常低于0.1%)，而且通过将残留的碳转化为有益元素，土壤肥力得到增强。
& ldquo起初，我们认为可以将碳氢化合物转化为生物炭。& rdquo阿尔瓦雷斯说，& ldquo我们错了。我们没有得到生物炭，但我们得到了碳质材料，我们称之为木炭和类似焦炭的东西。& rdquo
& ldquo但是我们的想法是对的。通过去除有毒污染物和疏水性(不包括植物所需的水分)，保留一些碳和营养物质，可以增强植物的生长。& rdquo他说。
研究人员证实，生菜在实验室的复垦土壤中种植成功。该论文的第一作者、莱斯大学的研究生朱莉娅·维多尼什(Julia Vidonish)说:& ldquo还没有一种植物被正式作为石油毒性测试的标准，但是生菜已经被公认为是对毒素(尤其是石油)敏感的植物。& rdquo
阿尔瓦雷斯认为，开垦出来的土壤不一定可以用来种植粮食，但肯定可以用来种草，减少水土流失，恢复植被。
& ldquo我们的过程是部分热解吸，但我们使用石化方法。& rdquo赖斯大学化学工程师、论文合著者Kyriacos Zygourakis说。在没有氧气的情况下，研究人员将污染土壤加热到约420摄氏度，首先排出较轻的碳氢化合物，这是解吸部分。然而，当温度超过350摄氏度时，高分子量烃、树脂和沥青质经历一系列裂化和缩合反应，形成固体碳，类似于炼油厂生产的石油焦炭。
& ldquo我们在处理过的土壤中留下一些更为良性的固体形式的碳氢化合物。Kyriacos Zygourakis说，“ldquo环境保护署尚未将石油焦归类为危险废物。换句话说，如果你想去除所有的碳氢化合物，你必须将温度提高到更高的水平，并使用氧气燃烧焦炭。这会破坏土壤，多消耗40%~60%的能量。& rdquo
莱斯大学生物地球化学专家、论文合著者卡罗琳·马西埃罗(Caroline Masiello)表示，热解石油污染土壤产生的碳与生物炭不同。碳是一种颗粒，是从土壤中的矿物颗粒中分离出来的。它有一个内部物理结构来保持水分和养分，并为微生物提供了家园。但在这里，他们制造的是包裹着矿物质的有机薄膜层。
Vidonish表示，该过程是可扩展的，应该与现有的修复设备相结合。& ldquo虽然焚烧和热解吸技术不同，但它们有相似之处。我们希望我们公司可以建立一个油田规模的移动解吸装置，并对热解进行一些修改。
& ldquo而不是把土壤变成沙漠，可以去除一切不良因素，一切污染物，最终得到具有农业价值的产品。& rdquoZygourakis说。
维多尼斯说:& ldquo还有很多工艺流程可以优化。接下来，我们需要知道热解的时间和温度如何影响土壤中碳的性质。
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