每年，經(jīng)過(guò)處理的廢水污泥稱(chēng)為“生物固體”被回收并散布在農(nóng)業(yè)土地上。我最近的研究發(fā)現(xiàn)，這種做法將數(shù)千噸的微塑料傾倒到世界各地的農(nóng)田中。在澳大利亞，我們估計(jì)這一數(shù)量每年至少為1,241噸。

土壤中的微塑料可通過(guò)改變食物和棲息地來(lái)威脅土地，淡水和海洋生態(tài)系統(tǒng)。這導(dǎo)致某些生物減肥并具有較高的死亡率。

但這僅僅是問(wèn)題的開(kāi)始。微塑料擅長(zhǎng)吸收其他污染物，例如鎘，鉛和鎳，并且可以將這些重金屬轉(zhuǎn)移到土壤中。

盡管僅微塑料是一個(gè)巨大的問(wèn)題，但在用于農(nóng)業(yè)的生物固體中也發(fā)現(xiàn)了其他污染物。這包括醫(yī)藥化學(xué)品，個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品，農(nóng)藥和除草劑，表面活性劑(用于洗滌劑的化學(xué)品)和阻燃劑。

我們必須立即停止在農(nóng)田中使用生物固體，特別是當(dāng)已經(jīng)存在回收廢水污泥的替代方法時(shí)。

微塑料來(lái)自哪里?

生物固體主要是水和有機(jī)材料的混合物。

但是，許多含有微塑料的家居用品，例如乳液，肥皂，洗臉和沐浴露以及牙膏，也最終會(huì)進(jìn)入廢水中。廢水中微塑料的其他主要來(lái)源是服裝的合成纖維，制造和加工行業(yè)的塑料以及較大塑料碎片的分解。

在被帶到農(nóng)田之前，廢水收集系統(tǒng)會(huì)將所有或大部分這些微塑料和其他化學(xué)物質(zhì)從住宅，商業(yè)和工業(yè)來(lái)源運(yùn)至廢水處理廠。

為了確定澳大利亞和其他國(guó)家/地區(qū)的微塑料重量，我的數(shù)據(jù)分析使用了在德國(guó)，愛(ài)爾蘭和美國(guó)發(fā)現(xiàn)的每千克生物固體樣品中微塑料顆粒的平均最小和最大數(shù)量。

澳大利亞在2019年生產(chǎn)了37.1萬(wàn)噸生物固體。在全球范圍內(nèi)，我們估計(jì)每年生產(chǎn)50至1億噸以上的生物固體。

為什么微塑料有害

土壤中的微量塑料會(huì)積聚在食物網(wǎng)中。當(dāng)有機(jī)物消耗的微塑料多于損失的塑料時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況。這意味著附著在土壤生物中的微塑料上的重金屬可以在食物鏈中進(jìn)一步發(fā)展，從而增加了人類(lèi)接觸有毒重金屬的風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)微塑料積聚重金屬時(shí)，由于生物固體散布在農(nóng)田中，它們會(huì)將這些污染物轉(zhuǎn)移到植物和農(nóng)作物(例如大米和谷物)中。

隨著時(shí)間的流逝，微塑料會(huì)分解甚至變得更細(xì)小，從而形成納米塑料。還顯示農(nóng)作物吸收納米塑料并將其移至不同的植物組織。

我們的研究結(jié)果還表明，在廢水處理過(guò)程之后，微塑料對(duì)金屬的吸收潛力增加。

例如，金屬鎘對(duì)生物固體中的微塑料特別敏感，可以運(yùn)輸?shù)街参锛?xì)胞中。從2018年開(kāi)始的研究表明，生物固體中的微塑料可以吸收的鎘比原始微塑料(尚未經(jīng)過(guò)廢水處理的新型微塑料)吸收十倍。

生物固體中含有令人討厭的化學(xué)物質(zhì)

不只是塑料-在廢水和生物固體中發(fā)現(xiàn)了許多工業(yè)添加劑和化學(xué)物質(zhì)。

這意味著它們可能在土壤中積累并影響生物系統(tǒng)的平衡，從而對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響。例如，研究人員發(fā)現(xiàn)，醫(yī)藥化學(xué)品尤其可以減少植物生長(zhǎng)并抑制根系伸長(zhǎng)。

同樣在生物固體中也檢測(cè)到其他化學(xué)污染物，例如PFC，PFAS和BPA。

這些化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物的影響可能會(huì)導(dǎo)致食物鏈下游的問(wèn)題，例如人類(lèi)和其他動(dòng)物無(wú)意中消費(fèi)了藥物和有害化學(xué)物質(zhì)。

我們對(duì)于它可以做些什么呢?

鑒于有毒化學(xué)物質(zhì)，重金屬和微塑料的混合物，必須立即停止在農(nóng)業(yè)土壤中使用生物固體。

好消息是，我們還有另一種方法可以回收世界上的生物固體：把它們變成可持續(xù)燃燒的粘土磚，叫做“生物磚”。

信貸：對(duì)話

我的團(tuán)隊(duì)去年的研究發(fā)現(xiàn)，生物磚是廢水處理和制磚行業(yè)的可持續(xù)解決方案。

如果所有燒制的粘土磚中有7%是生物固體，它將重新定向全球每年生產(chǎn)和儲(chǔ)存的所有生物固體，其中包括目前每年以農(nóng)田收尾的數(shù)百萬(wàn)噸生物固體。

我們還發(fā)現(xiàn)它們會(huì)更節(jié)能。這些生物磚的性能與標(biāo)準(zhǔn)磚非常相似，但通常需要減少12.5%的能源。

一般來(lái)說(shuō)，綜合生命周期評(píng)估表明，生物固體磚比傳統(tǒng)磚更環(huán)保。這些磚塊將減少或消除生物固體儲(chǔ)存中溫室氣體排放的一個(gè)重要來(lái)源，并將為磚塊工業(yè)節(jié)約一些原始資源，如粘土和水。

現(xiàn)在，這一重要轉(zhuǎn)變?nèi)Q于農(nóng)業(yè)、廢水和磚瓦工業(yè)以及政府。