對許多地區而言，農田富營(yíng)養化徑流是個(gè)大問(wèn)題。
每逢下雨，就會(huì )有一條河流穿過(guò)Dan Johnson農場(chǎng)的小棚。流經(jīng)農田的水，穿過(guò)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。當水充滿(mǎn)20升的水壺后，研究人員就會(huì )收集并測試磷含量。
這個(gè)裝置是一項水污染控制實(shí)驗的一部分。該項目旨在檢測燃煤電廠(chǎng)排放的廢棄物，并通過(guò)使用石膏，減少農場(chǎng)徑流富營(yíng)養化。
在這個(gè)美國農業(yè)的中心，越來(lái)越多農民選擇在大面積農田中劃分出小塊土地飼養牲畜，并將牲畜的糞便當作農作物肥料。糞便中的磷和氮能為農作物提供營(yíng)養，促進(jìn)其生長(cháng)。但如果過(guò)多營(yíng)養成分被沖入水道，就會(huì )刺激藻類(lèi)過(guò)度繁殖，直至破壞水生生態(tài)系統。
為了預防這種破壞，研究人員一直在尋找防止營(yíng)養成分從土壤中浸出的方法。最近，《科學(xué)》雜志報道稱(chēng)，他們重新審視了石膏法，這種又名碳酸鈣二水合物的白色或灰色的軟礦物質(zhì)，對固磷有很大幫助。
在美國，農民使用石膏處理田地是從第一位總統喬治·華盛頓時(shí)代就開(kāi)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結合在一起，幫助土壤鎖住水分。但污染專(zhuān)家則對石膏中的鈣更感興趣，它與土壤中的磷酸鹽聯(lián)結在一起，能形成更大的顆粒不易被水沖走。
實(shí)際上，化肥公司之前曾在產(chǎn)品中混入一定比例的石膏，但這種做法已經(jīng)消失了。因為這種礦物質(zhì)原料來(lái)源于礦山，海運的價(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(shuō)。
但隨著(zhù)營(yíng)養物污染問(wèn)題的愈發(fā)嚴重，以及火力發(fā)電廠(chǎng)的數量激增，研究人員認為石膏或許能再次“大展身手”。很多工廠(chǎng)都配備了洗滌器設備，原理是用石灰洗除污染物。這種過(guò)程所涉及的化學(xué)反應可以生產(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。部分因為是它相對便宜：一噸礦物石膏的成本約為140美元，而一噸煙氣脫硫石膏的成本在38美元左右。
農民同樣被允許在農田內使用煙氣脫硫石膏，并且在過(guò)去10年間，科學(xué)家已經(jīng)在7個(gè)州進(jìn)行了研究，調查這種石膏如何影響農作物及土壤。在威斯康星州， Johnson的農場(chǎng)是Arriaga及其同事一起挑選的3個(gè)實(shí)驗基地之一。研究人員還與麥迪遜市非盈利組織“沙鄉基金會(huì )”以及威斯康星電力公司合作。
項目的現場(chǎng)負責人、沙鄉基金會(huì )的Greg Olson指出，在Johnson的農場(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)驗基地。Olson團隊對這個(gè)項目特別感興趣，因為他們對受污染的徑流在五大湖區造成的缺氧死區越來(lái)越擔心。
Johnson從2014年就開(kāi)始使用石膏處理農場(chǎng)大約4公頃的農田。這些石膏從距其農場(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)持續了2到3年。“我們正在土壤中進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗。”Olson說(shuō)，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 )議上報告了初步結論，結果顯示石膏有助于保持Johnson農場(chǎng)土壤中的磷。而且在之前的現場(chǎng)實(shí)驗中，包括佐治亞州與俄亥俄州的實(shí)驗項目，已經(jīng)發(fā)現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(cháng)所需的營(yíng)養元素?，F在，發(fā)電廠(chǎng)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(lái)，一些土壤開(kāi)始缺乏這種營(yíng)養物。
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(yíng)養物。在美國中西部，暴雨是一種可預見(jiàn)的氣候變化。
另外一個(gè)問(wèn)題是石膏的可得性?；鹆Πl(fā)電廠(chǎng)的關(guān)閉在一定程度上歸功于更嚴格的排放標準與低廉的天然氣價(jià)格。但當這些工廠(chǎng)關(guān)閉后，石膏也將停止產(chǎn)出。佐治亞大學(xué)退休員工、土壤學(xué)家Malcolm Sumner 預測，“在20到30年間，石膏將再度供不應求，農民也將爭相購買(mǎi)。”
京公網(wǎng)安備 11010802021286號