如何清理匈牙利 16 平方英里的有毒垃圾

上周，腐蚀性红色淤泥涌过匈牙利乡村的场景唤起了我们熟悉的人类悲悯和义愤，而在英国石油公司油井封堵后不久，我们大多数人都把这种情绪抛在了一边。随后，新闻周期又发生了变化，我们的注意力转移到了其他地方。然而，当匈牙利西部的紧急救援人员艰难地穿过脚踝深的有毒红色淤泥河，清理道路并控制不断增加的淤泥时，最艰难的工作甚至还没有开始：清理覆盖匈牙利乡村约 16 平方英里的约 3000 万立方英尺碱性淤泥。

到目前为止，这场工业灾难发生后，已有 9 人死亡，100 多人就医。这种工业灾难被称为“赤泥”，是铝生产过程中的副产品。但大规模有毒物质泄漏的更大影响将在几十年后而不是几周内显现出来。这是因为这种富含无机盐、有毒金属氧化物和强碱性氢氧化钠的污泥不是急救人员可以轻易清除的东西。在一些地方，pH 值高达 13（7 为中性；pH 值 13 的腐蚀性与漂白剂或发动机清洁剂一样强），金属成分的毒性在盐和 pH 值飙升的影响下显得微不足道，而这些因素可能会导致土地数十年无法使用。

卡内基梅隆大学土木与环境工程教授戴维·佐姆巴克博士表示：“沉积盐和高 pH 值将使土地无法用于农业。这会杀死现有的植物，即使你只是想重新种草或建一个城市公园或景观，你也做不到，除非你采取措施解决这些影响。”

解决这些影响的第一步是隔离和消除污染源。对于面积接近曼哈顿岛的一片领土来说，这将是匈牙利迈出的代价高昂的第一步。

“你必须进行物理清除，”利哈伊大学土木与环境工程教授张伟贤说道。“然后有不同的修复技术来恢复或清理物理清除后留下的少量残留物。”

在匈牙利，清理工作已经开始，尽管还不是很认真。匈牙利的工人目前正在清理道路，为紧急车辆和最终更大规模的清理工作让路。但随着情况从应急响应转向土地修复，工人们将尽可能多地回收和处理污泥，预计体积在 2500 万至 3500 万立方英尺之间。

工作人员必须将所有红泥（其中一些红泥已经变干，变成坚硬的块状，随风散落有毒、可吸入的颗粒物）铲入卡车，运往专门设计的垃圾填埋场进行妥善储存，这是一项成本高昂的工作。然后，工程师必须逐个确定表土被污染的程度和数量，并回答几乎所有土地修复项目中固有的难题：清洁到什么程度才算足够清洁？被认为污染过度的表土也将被运往垃圾填埋场。有办法清洗土壤——去除土壤中的污染物并将其归还给地面——但同样，高昂的成本使得这些技术对于像匈牙利这样面积巨大的灾区来说或多或少不可行。

“对他们来说，最好的办法是在现场附近建造一个垃圾填埋场，并尽量去除表土并将其运进垃圾填埋场，”张说。“如果可以的话，你可以运走 95% 的垃圾，处理剩下的 5%。”

随着大部分污染物被安全清除，问题变得更容易处理。但残留污染物是最难去除的，因为它们已经渗透到地下。从这里开始，治理工作从宏观转向微观，试图追踪土壤中的污染物并消除其影响。

“大气中的二氧化碳本身会中和这些物质，”Dzombak 说。“但这是一个缓慢的过程。大概需要几十年的时间。”为了加快速度，工程师可以向土壤中引入酸性添加剂来中和碱性氢氧化钠。重金属则是另一回事。正如张指出的那样，你可以将碳氢化合物等有机污染物降解为二氧化碳，从本质上使它们消失。但除非发生某种核反应，否则汞或砷原子仍将是汞或砷原子。

这并不是说没有办法减轻土壤中有毒重金属的影响。如果有机会，一些新兴技术可能会减轻所有这些金属氧化物对环境的影响。

在利哈伊大学，张的实验室设计了纳米颗粒溶液，可以将燃油或汽油等有机物深入土壤，将其转化为无害化合物。对于金属污染物，这种溶液无法直接中和重金属，但经过特殊涂层处理的纳米颗粒可以寻找土壤深处的金属氧化物颗粒，与它们结合，阻止它们迁移到更深的土壤或地下水中。

气凝胶——当凝胶中的液体成分被气体取代后剩下的多孔固体——为未来的土地修复项目提供了另一种有希望的解决方案。凯斯西储大学大分子科学与工程学教授戴维·希拉尔迪博士设计了一种疏水性、亲烃气凝胶，用于清理今年夏天墨西哥湾的漏油事件。就像智能海绵一样，气凝胶可以快速吸收油水混合物中的原油，留下干净的水。通过适当设计的表面特性，气凝胶可以以同样的方式将有毒金属从土壤或水中分离出来。

“就匈牙利漏油事件而言，你不需要太过特殊，只要能将大量金属拉出来就行，”Schiraldi 说道。“你能用这些化合物填充气凝胶表面吗？为什么不呢？”

但在匈牙利，这种修复技术不会成为当前清理工作的一个因素。张教授的纳米技术解决方案需要时间和金钱来完善，而 Schiraldi 表示，制造一种高效的重金属海绵至少需要几年的研究和开发时间。“有可能吗？”Schiraldi 说。“是的。它已经放在架子上准备推出了吗？没有。”

即使这些技术是现成的，但高昂的成本也可能使它们无法用于匈牙利泄漏事故，除了污染最严重的热点地区。对于如此规模的灾难，恢复破碎废物库下坡土地的任务可能包括持续的控制、挖掘和痛苦而缓慢的补救。大部分土地要恢复耕种还需要数年时间。整个村庄可能不得不被遗弃，而清理人员将大面积的受污染表土剥离，以便地球的自然生物能够吸收有毒冲击。

“这是一个非常简单的问题，”Dzombak 说。“这是碱性物质混入土壤，你可以采取有限的方式来解决这个问题。这是一个粗糙的问题，解决方案非常简单。”