环境科技进展

金属循环利用中的挑战

今天几乎元素周期表中的所有元素都得到了利用,结果是许多产品的功能和稳定性都比以往更强.但这些产品废弃后,其中元素的回收利用变得更加复杂且富有挑战.影响回收效率的因素有废弃物的量和金属的经济价值.那些大量使用的金属,一般纯度较高,可直接冶炼,回收设施也比较完善,其回收率高于 50%.专用金属如稀土在近些年的利用逐渐增多,但其回收技术和设施都不完善.贵重金属和危险金属由于其突出的经济价值和环境特性,其回收效率通常较高.回收利用的潜力通常取决于生命周期中每一阶段采用的方法及措施.另外,化学反应的热动力学在金属的冶炼过程中,通常能显著影响复杂金属混合物的分离及提取效率.

金属回收主要涉及收集、预处理和最终处理等各个阶段.收集效率通常和社会、政府因素有关,分离及提纯效率与本身的技术有关.由于规模及经济因素,基本的回收技术如破碎、筛分和磁选得到了广泛应用,而先进技术如X射线分离受到限制.以回收贵重金属为目的,废物的预处理设施通常得到了优化和提高.以电子废物为例,破碎前有目的的拆解将显著促进贵重金属的回收率.

未来金属循环利用中主要面临的挑战有:首先,针对大量高度混合的小型产品,提高收集效率是促进其回收的最显著的因素.在回收稀缺金属上,设立全球政策,减小技术、时间、能源和资金的消耗.第二个挑战是对产品设计者来说,应该掌握循环材料复合选择的原则.最后是提高金属的循环利用技术,当下企业、高校和政府应该共同努力,在技术上持续开发、现代技术的广泛利用以及法规、资金的导向等方面,促进金属的循环利用.

曾宪民 译自《Science》, 2012,337:690-695.

环境中的真菌毒素:农业试验田中的产生和排放

真菌毒素是由真菌自然产生的次级代谢产物,这些真菌大批的出现并且污染着农作物和农产品.尽管这些化合物在食品和饲料中已经被广泛研究,但对于它们造成的环境灾难几乎一无所知.因此,我们在一块庄稼地里用了两年的时间调查 Levis冬小麦的各种真菌霉素的情况,这种小麦被人为注射了镰刀菌,并且通过排水系统来排放.整个小麦植株和排出水样的真菌毒素都进行了测定,脱氧雪腐镰孢烯醇浓度分别为 0.1～133mg/kg(干基)和 0.8ng/L～1.14μg/L.在测定的小麦真菌毒素中,只有亲水性更好的或那些高浓度的主要毒素才能够在排出的水中检测出来.小麦植株中产生的总量中大概 0.002%～0.12%是通过排水系统释放出来,因此,这些化合物加剧了自然或人为产生微污染物的复杂性,尤其在农业地区产生径流的小块乡村水体.

目前研究的结果是,考虑调查自然毒素的环境暴露是非常必要的,比方说,真菌毒素、植物雌激素、和各种植物毒素;更进一步说,因为这些化合物和许多已知的水生微污染物混在了一起,所以对他们的生态风险评估远没得到评估.

曾宪民 译自《Environ. Sci. Technol.》, 2012,46:13067-13075.