被一年16亿吨的粑粑山淹没？拥有3亿头牛的印度怎么办？

大家好，这里是环境小喇叭栏目的第56期。这一期，我们为大家搜罗了以下值得一看的环境研究和新闻：

1）河狸建筑师，把河床改造成碳汇

2）丢弃的烟头，10年后仍在产生环境影响

3）轻轻喷一喷，用清水洗衣服

4）利用牛粪制备多孔碳材料吸附二氧化碳

5）霍尔木兹海峡若长期封锁将冲击全球供应链

河狸建筑师环境大改造

最近《河狸变身计划》在影院上线，讲述了主角梅宝变成河狸后和其他动物们一起保护自然的故事。在现实中，一项多个机构联合开展的国际研究发现，河狸正通过它们最擅长的筑坝活动，把溪流改造成对抗气候变化的工具。

在大自然中，河狸也是保护自然的使者 | 河狸变身计划

研究团队在瑞士北部一个拥有超过十年河狸活动的溪流廊道进行了深入调查。他们发现，河狸通过筑坝，淹没溪流边缘、创造湿地、改变地下水路径并截留大量物质，从根本上改变了二氧化碳在景观中的储存、循环和保留方式。

这些被河狸改造后的湿地，碳储存速率可达相似但没有河狸活动的系统的10倍。在13年间，该研究湿地估计积累了1,194吨碳，相当于每年每公顷封存10.1吨二氧化碳，这主要得益于通过地下途径对溶解无机碳的去除和保留。

河狸改造的湿地与反事实情景（没有河狸的类似系统）下的碳移动路径，黑色箭头表示溶质碳的移动路径。有河狸的湿地每年净沉积98±34吨碳，而反事实情景中每年只能沉积0.5±1.9吨碳 | Hallberg et al. / Nature Communications earth &environment

研究发现，湿地沉积物中无机碳和有机碳的含量，分别比周围森林土壤高出14倍和8倍。而河岸森林的枯木，几乎储存了所有长期碳的一半。只要河狸坝保持完整，这些碳储存可以维持数十年，成为一个可靠的长期碳汇。

这一发现为基于自然的解决方案提供了强有力的证据。据估算，如果将瑞士所有适合河狸重新栖居的洪泛区进行换算，河狸湿地有望抵消该国1.2–1.8% 的年度碳排放，且无需主动的人为干预或经济成本。随着河狸在欧洲的回归与种群扩张，它们正从生态恢复的象征，转变为实实在在的气候行动者。

丢弃的烟头，10年后仍有害

烟蒂是全球最常见的垃圾形式，每年有数万亿个被丢弃在城市、公园、海滩和路边。一项长达十年的最新研究发现，这些微小垃圾并没有完全降解消失，而是最终以类微塑料残留物的形式在土壤中长期存在。这项研究结果发表在《环境污染》期刊上。

被丢弃的烟头会产生长期的环境影响 | Bonanomi et al. / Evironmental Pollution

研究人员通过将数千个烟蒂放入网状垃圾袋，置于模拟城市地表、沙质土壤和营养丰富草地的环境中，进行了长达十年的追踪。研究发现，烟蒂的降解是一个缓慢的多阶段过程。初期，可溶性物质和外部层会较快分解。但随后，降解变得极其缓慢。在生物活性低的环境（如城市地表）中，十年后过滤嘴纤维仍基本保持完整，质量损失仅约52%。即使在降解条件最有利的土壤中，十年后的最大质量损失也仅为84%，意味着仍有部分原始材料残留。

10年后，烟头仍有部分质量残留 | Bonanomi et al. / Evironmental Pollution

而且，在有利的土壤条件下，烟蒂过滤嘴的主要物质醋酸纤维素纤维会逐渐失去原有结构，与微生物残留物、矿物颗粒结合，形成致密的微观球形团聚体。这意味着，虽然可见垃圾可能减少了，但它们变成了土壤中的次级微塑料，这构成了塑料衍生颗粒在环境中持久存在的新途径。

研究还追踪了烟蒂毒性的长期变化。随着时间推移，毒性总体呈下降趋势，但十年后，在多种测试生物中仍能检测到可测量的生物效应，老化烟蒂对环境的毒性影响仍然存在。

再也不需要洗衣液了？

未来洗衣服可能不再需要洗衣液了，只用清水就能洗干净——最近我国的一个研究团队研制了一种喷剂，喷到衣服上后，仅需用自来水简单漂洗，即可有效去除食物污渍、油脂残留、细菌与真菌。

研究人员开发了一种可以自清洁的聚电解质多层涂层：通过将聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDADMAC）与聚乙烯基磺酸（PVS）这两种物质交替喷涂在各类织物上，可以形成超高密度的五层薄双层膜。这层膜具有亲水性，接触清水后，会在表面形成一层“水膜”，这层水膜可以将常见污渍隔离在外，用清水即可冲净。这种喷剂，对于疏水性合成纤维和亲水性棉纺织品都适用，而且生成的涂层耐腐蚀、耐磨损，可反复使用超100次。

与传统洗涤剂洗衣相比，使用喷剂洗一次衣服，清洁度更高，排放水相的总有机碳（TOC）低了100倍，花费的水、能耗、时间减少将近80% | Wang et al. / Nature Communications Chemistry

这项创新不仅让洗衣服变得方便、省去了买洗衣液的钱，同时也降低了洗衣服的水耗和能耗，这在全球水资源短缺问题日益严峻的背景下显得尤为重要。研究表明，利用这项技术可以使得水、电和时间的总消耗量降低约82%，同时含洗涤剂和微塑料的废水排放被完全消除。虽然该涂层的成本远高于洗涤剂（约4元/平方米），但据研究团队估算，初始成本将在15至50次洗涤后被抵消。

不过，这项研究尚未设计人体长期穿戴的数据，也尚未说明关于涂层在长期使用后是否会降解或者释放其他副产品。

用牛粪捕碳？

印度的牛数量全球第一，有超过3亿头牛。印度政府的官方数据表明，假设每头牛每天产粪15千克，那一年相当于16.55亿吨。如果把这座粑粑山铺在北京市，那能堆出一米厚的“粪毯”。如此庞大的粑粑山无疑是环境的负担，因此印度政府也推动将牛粪转化成资源。

近日，印度的一个研究团队提出了一种创新的碳捕集、利用与封存技术（CCUS）方案：利用牛粪制备低成本、可持续且可规模化生产的多孔碳材料，用于高效吸附二氧化碳。该研究成果已发表于《表面与界面》期刊。

牛粪多孔碳材料制作过程 | Kumar et al. / Surfaces and Intersurfaces

研究团队将牛粪与提供氮源的三聚氰胺以及碳酸氢钾等化合物混合，在无氧环境下通过高温热解，成功制备出氮掺杂多孔碳材料。通过调整原料配比，他们获得了性能最优的样品NDPC-1。实验表明，NDPC-1的二氧化碳吸附性能比未经活化的纯碳材料提高了58%，并且在十次吸附-脱附循环后仍保持稳定的捕集能力，显示出优异的循环稳定性。

该工艺具有显著的环境与工程优势：一步法干式合成减少了化学品使用与废水产生；材料在低温条件下即表现出良好的吸附性能，相较于多数需在400–700°C高温下工作的固体吸附剂是一大进步；整体过程成本较低，适合大规模部署。更主要的是，能变废为宝，把废弃物转化为高价值产品。

作者：思议

编辑：黄线狭鳕

题图来源：vice

原标题：《被一年16亿吨的粑粑山淹没？拥有3亿头牛的印度怎么办？丨环境小喇叭》

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