中國粉體網(wǎng)訊 對(duì)許多地區(qū)而言,，農(nóng)田富營養(yǎng)化徑流是個(gè)大問題,。
每逢下雨的時(shí)候,，就會(huì)有一條河流穿過Dan Johnson農(nóng)場(chǎng)的小棚,。流經(jīng)農(nóng)田的水，穿過一個(gè)白色的“小建筑”,，這里有一個(gè)泵抽取少量的水做樣本,。當(dāng)水充滿20升的水壺后,，研究人員就會(huì)收集并測(cè)試磷含量。
這個(gè)裝置是一項(xiàng)水污染控制實(shí)驗(yàn)的一部分,。該項(xiàng)目旨在檢測(cè)燃煤電廠排放的廢棄物,，并通過使用石膏，減少農(nóng)場(chǎng)徑流富營養(yǎng)化,。
在這個(gè)美國農(nóng)業(yè)的中心,，越來越多農(nóng)民選擇在大面積農(nóng)田中劃分出小塊土地飼養(yǎng)牲畜，并將牲畜的糞便當(dāng)做農(nóng)作物肥料,。糞便中的磷和氮能為農(nóng)作物提供營養(yǎng),，促進(jìn)其生長(zhǎng)。但如果過多營養(yǎng)成分被沖入水道,，就會(huì)刺激藻類過度繁殖,，直至破壞水生生態(tài)系統(tǒng)。
為了預(yù)防這種破壞,，研究人員一直在尋找防止?fàn)I養(yǎng)成分從土壤中浸出的方法,。最近，他們重新審視了石膏法,，這種又名為碳酸鈣二水合物的白色或灰色的軟礦物質(zhì),，對(duì)固磷有很大幫助。
石膏是單斜晶系礦物,，是主要化學(xué)成分為硫酸鈣（CaSO4）的水合物,。石膏是一種用途廣泛的工業(yè)材料和建筑材料�,？捎糜谒嗑從齽�,、石膏建筑制品、模型制作,、醫(yī)用食品添加劑,、硫酸生產(chǎn)、紙張?zhí)盍�,、油漆填料等�?/p>
在美國,，農(nóng)民使用石膏處理田地是從第一位總統(tǒng)喬治•華盛頓時(shí)代就開始的老做法了。部分原因是,，石膏中的硫酸鹽能與土壤中的鎂綁在一起,，幫助土壤鎖住水分。但污染專家則對(duì)石膏中的鈣更感興趣,，它與土壤中的磷酸鹽聯(lián)結(jié)在一起，能形成更大的顆粒不易被水沖走,。
實(shí)際上,，之前化肥公司曾會(huì)在產(chǎn)品中混入一定比例的石膏,，但這種做法已經(jīng)消失了。因?yàn)檫@種礦物質(zhì)原料來源于礦山,，海運(yùn)的價(jià)格高昂,。“于是,，我們慢慢忘記了石膏,。”麥迪遜市威斯康星大學(xué)土壤學(xué)家Francisco Arriaga說,。
但隨著營養(yǎng)物污染問題的愈發(fā)嚴(yán)重,，以及火力發(fā)電廠的數(shù)量激增，研究人員認(rèn)為石膏或許能再次“大展身手”,。很多工廠都配備了洗滌器設(shè)備,，原理是用石灰洗除污染物。這種過程所涉及的化學(xué)反應(yīng)可以生產(chǎn)出一種煙氣脫硫石膏,。許多煙氣脫硫石膏最終被填埋在垃圾場(chǎng),，但公司也使用它制作墻板和水泥。部分因?yàn)槭撬鄬?duì)便宜：一噸礦物石膏的成本約為140美元,，而一噸煙氣脫硫石膏成本在38美元左右,。
農(nóng)民同樣被允許在農(nóng)田內(nèi)使用煙氣脫硫石膏，并且在過去十年間,，科學(xué)家已經(jīng)在7個(gè)州進(jìn)行了研究,，調(diào)查這種石膏如何影響農(nóng)作物及土壤。在威斯康星州,， Johnson的農(nóng)場(chǎng)是Arriaga及其同事一起挑選的三個(gè)實(shí)驗(yàn)基地之一,。研究人員還正在與麥迪遜市非盈利組織“沙鄉(xiāng)基金會(huì)”以及威斯康星電力公司合作。
項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人,、沙鄉(xiāng)基金會(huì)該的Greg Olson指出,，在Johnson的農(nóng)場(chǎng)中，陡峭斜坡上的徑流受污染的可能性非常高,，這使得它成為一個(gè)絕佳的實(shí)驗(yàn)基地,。Olson團(tuán)隊(duì)對(duì)這個(gè)項(xiàng)目特別感興趣，因?yàn)樗麄儗?duì)受污染的徑流在五大湖區(qū)造成的缺氧死區(qū)越來越擔(dān)心,。
Johnson從2014年就開始使用石膏處理農(nóng)場(chǎng)的大約4公頃農(nóng)田,。這些石膏從距其農(nóng)場(chǎng)僅10公里的一個(gè)威斯康星電力公司的分部獲得，這一做法已經(jīng)持續(xù)了2到3年,�,！拔覀冋谕寥乐羞M(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)�,！監(jiān)lson說,，石膏不僅能使磷粒子減少移動(dòng),，而且可以增加土壤水分、減少徑流,。
Arriaga在美國土壤科學(xué)協(xié)會(huì)會(huì)議上報(bào)告了初步結(jié)論,，結(jié)果顯示石膏能有助于保持Johnson農(nóng)場(chǎng)土壤中的磷。而且在之前的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中,，包括喬治亞州與俄亥俄州的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種礦物不但能降低土壤中有毒鋁合金及病原菌水平，還能提供鈣和硫這兩種植物生長(zhǎng)所需的營養(yǎng)元素�,，F(xiàn)在,，發(fā)電廠排放的硫在減少，之前這種元素以酸雨和灰塵的形式回到土壤中,，這樣一來,，一些土壤開始缺乏這種營養(yǎng)物。
然而,，煙氣脫硫石膏也有缺點(diǎn),。假如暴雨將石膏沖入水道，它將釋放出保存在河床沉積物中的磷,，并增加水流中的營養(yǎng)物,。在美國中西部，暴雨是一種可預(yù)見的氣候變化影響,。
另外一個(gè)問題是石膏的可得性,。火力發(fā)電廠的關(guān)閉在一定程度上歸功于更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)與低廉的天然氣價(jià)格,。但當(dāng)這些工廠關(guān)閉后,，石膏也將停止產(chǎn)出。喬治亞大學(xué)退休員工,、土壤學(xué)家Malcolm Sumner 預(yù)測(cè),，“在20到30年間，石膏將再度供不應(yīng)求,，農(nóng)民也將爭(zhēng)相購買,。”
