為保護圣地亞哥灣(San Diego Bay)的水環境,當地政府機構圣地亞哥港啟動了“Blue Economy Incubator”(藍色經濟孵化器)計劃,通過各種試點項目來尋找合適的創新技術。經過了為期兩年的測試,圣地亞哥港決定啟用SPEARS(Sorbent Polymer Extraction and Remediation System)技術,并于12月14日部署在美國杯海港(America's Cup Harbor),用來去除海港沉積物中的多氯聯苯(PCBs)。
多氯聯苯于1881年首先合成,1929年開始生產,之后在全球范圍內廣泛用于電容器和變壓器等電氣設備,并在日常用品中用作阻燃劑。多氯聯苯具有持久性,這意味著它們在環境中不會輕易崩潰,且通常沿食物鏈進行生物放大,從而導致食物鏈中較高生物體內的多氯聯苯濃度更高。1968年日本曾發生因 PCB 污染米糠油而造成的有名的公害?。骸坝桶Y”。該有毒化學物質于1979年被禁止生產,被認為是世界上最廣泛的污染物。
SPEARS是由美國NASA研發的一種可持續、創新的修復系統,能有效從受污染的沉積物中吸收多氯聯苯。SPEARS的主要結構是一個可伸縮墊襯,上面插著填充了特定試劑的塑料頭(plasticspikes)(如下圖)。它們被部署到受污染的沉積物中或無法進行疏浚清淤的區域,如碼頭,港口等地,然后像“海綿”一樣,從周圍的沉積物中被動吸收多氯聯苯。由于多氯聯苯具有疏水性,因此SPEARS的塑料墊襯和和內部溶劑為這些有害物質提供了理想的棲息地。SPEARS將多氯聯苯從沉積物中吸引到孔隙水(porewater)中,然后再吸附到SPEARS的塑料膜上,最后進入到內部溶劑中。
SPEARS清潔系統 圖片來源: Port of SanDiego, 2020
SPEARS工作原理動畫示意圖 圖片來源: ecoSPEARS
一旦修復完成,整個系統就會被取出,然后進入專門的還原性綜合脫鹵系統(Reductive Integrated Dehalogenation System, RIDS)徹底摧毀多氯聯苯。SPEARS是一種真正可持續的綠色清潔系統,不會破壞水生生境,也不會重新釋放污染物;與傳統的清理方法相比,它消耗的水量和能源也更少。
參考資料
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/