污染物里也有好东西

2022-05-30 10:48骆昌芹
课外生活·趣知识 2022年9期
关键词:洗涤器酸雨金刚石

骆昌芹

在人们眼里,垃圾污物是废弃物质,一文不值。然而今天,科学家将把它们变废为宝,创造出奇迹。

甲烷“炼出”金刚石

以往的炼金术士曾想方设法把铁、铜等金属炼成黄金。而今天,科学研究人员更胜一筹,能将废气变成金刚石。从理论上讲,当有机固体经过高温和重压之后,通常可以形成闪闪发亮的结晶体。这种“宝物”可望在21 世纪末成批地用含碳的废气制造出来。

美国海军研究实验室的一个废水处理厂,每天生产出100 多万立方米的甲烷。这个实验室的化学家将处理过的甲烷置于一根3000 多摄氏度高温的钨丝上,过了一会儿,一块闪闪发亮的人造金刚石薄膜便出现了。研究结果表明,在极高温度的作用下,甲烷中的碳原子会松开来,然后一层一层地组合在一起,变成结晶体。据测定,虽然这种金刚石最厚也不过千分之几英寸,硬度却很高,可用于制造耐磨的透镜和电子计算机机廓。

酸雨制造化肥

“酸雨将来可以用于出售”,这话也许你未必会相信,然而到本世纪末,这些污染物的确能够在市场上销售了。美国和日本的科研人员正致力于研制一种新式空气洗涤器,它能够分离出硫和氧化氮,并将它们变成生产化学肥料的原料。

科学家已经设计出这种新式洗涤器,它可以吸收以煤作为燃料的工厂排放出的滚滚浓烟,同时从中收集二氧化硫和氧化氮气体,然后将其与无水氨蒸气相混合,用电子束进行轰击。由于电子簇射的作用,混合物被转换为硝酸铵和硫酸铵,它们成了制造化肥的干燥化合物。印第安纳州一家发电厂的试验结果令人鼓舞,大烟囱里排放的能导致酸雨的污染物90% 能够被分离出来。现在的问题是,由于无水氨的价钱昂贵,要将这一新方法推广应用有些困难。科学家们正在努力攻克这一难关。

燃料电池能把化学能转换为电能,电可以用于将有害的空气污染物变成有用的产品。美国威斯康星大学的斯坦利·兰格教授从燃料电池的工作原理中受到启发,正在研究一种处理一氧化氮的新方法,以便把这种引起酸雨的污染物转换成几种有价值的化合物,例如氮可以生产化肥,羟铵是制造尼龙的材料。兰格的研究目标是,用新方法可吸收火力发电厂排放出的烟道气体并将其中99%的一氧化氮转换成用途广泛的化合物。

太阳能净化污水

利用太阳能使污水得到净化,这是环保科学家们梦寐以求的。

在今天的地球上,环境污染、干旱以及温室效应正使人类面临着严重的水资源危机。按目前这种速度发展下去,在不久的将来会出现如同上世纪70 年代石油危机那样的水资源危机。地球拥有10 倍于人类所需要的水资源,但是在全球的14.41 亿立方千米的水中,只有2% 是淡水,剩下的98% 是海水。另外,在淡水中,有77% 以冰帽和冰川的形式存在于地球两极。尽管从海水中脱盐的技术可行,然而高昂的成本和大量的能耗使其无法推而广之。更为严峻的是,从上世纪50 年代以来,世界范围的用水量增加了3 倍,目前世界上有20 多个国家的人口超过了本国水资源所能供给的人数。因此,净化污水以提高其重复使用率就显得十分重要了。

美国研究人员研制出两套不同的系统:一套用的是一排排活动的镜子,可以把太阳光集中照射到污水上;另一套系统则通过镜面槽,将太阳光反射到流经玻璃管的废水上。在这两套系统中,三氧化钛和过氧化氢两种化合物都被混合在废水中。当紫外线中高能量的光子與钛相碰撞的时候,能引起一种化学反应,可以把废水中污染物质的含量降低到十亿分之几,确保水是干净且可以饮用的。

素材提升

废气废水只要经过科学处理,也能变废为宝。此外,我国许多城市正在提倡垃圾分类。经过分类后的垃圾,利用率会更高。也许在未来的某一天,“垃圾”这个词将会从我们的生活中消失,所有东西都是可以被再利用的呢。

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