海滩淋浴将污染物冲入海洋

新的研究表明,海滩淋浴如何将大量有害污染物倾倒入水中。
海滩淋浴会导致局部污染激增,威胁海洋生物。Manfred Richter / Pixabay

本文最初发表于 Hakai Magazine,这是一个关于沿海生态系统中科学与社会的在线出版物。在此处阅读更多此类故事 hakaimagazine.com

在夏威夷的 Honoka‘ope Bay,49 Black Sand Beach 海滩中央有一个奇怪的、被护城河环绕的小土堆。这个小岛由大约半米高的沙子堆积而成是由海滩淋浴建造的。每当游客在淋浴下冲洗时,水就会从淋浴底部倾泻而下,在沙滩上冲刷出沟壑。

虽然淋浴器对海滩的明显影响大多是良性的,但它掩盖了更微妙、且可能更具破坏性的后果。

正如新的研究表明,从淋浴器流向附近海浪的水中含有有毒的污染物混合物——包括紫外线过滤剂、微塑料和对羟基苯甲酸酯。对水进行检测的科学家表示,与世界各地海岸线上数千个类似的淋浴器一样,这个海滩淋浴器是一个污染源,它以足够高的浓度将化学物质排放到海洋中,对海洋生物造成严重损害。

弗吉尼亚州 Haereticus 环境实验室的生态毒理学家 Craig Downs 共同撰写了这篇新论文,他说,问题在于大多数海滩淋浴器并未接入当地的污水处理系统。相反,径流水会流到陆地上,然后进入海洋。

游泳者会向海洋中散发大量的防晒霜和其他污染物,科学家们已经收集了大量证据,证明这些污染物可能对海洋生物有害。但 Downs 解释说,从海滩淋浴器流出的污染物浓度非常高。Downs 说,海滩淋浴器是污染的点源,可能导致污染浓度严重威胁当地的珊瑚、甲壳类动物和鱼类。国王潮和季风可以将这些污染物推得更高,因为沙滩中积累的所有污染物会在一次巨大的冲击中被释放出来。

Downs 和他的同事认为,由于淋浴器是污染的点源,其所有者和运营商——主要是市政当局——可能会因违反美国《清洁水法》而被起诉。

然而,Downs 更希望看到更积极主动的解决方案。“我们并不真正想取消淋浴器,”他说。相反,“我们可以应用技术或立法,结束 [淋浴器] 成为污染源。”

然而,修复淋浴器并非易事。将海滩淋浴器接入市政排污系统是行不通的:海滩沙子会堵塞传统的污水处理系统。市政系统也无法处理如此高浓度的这些污染物。

不过,有一些技术可以做到。

阿肯色大学的化学工程师 Ranil Wickramasinghe(未参与此项研究)表示,解决海滩淋浴器中高浓度污染物的一种可能性是使用膜生物反应器。这种一体化污水处理系统使用热塑性或陶瓷膜来捕获污染物,并允许净化后的水流过。微生物会吞噬污染物,使其无害。但有几个问题:设置成本很高,而且必须为每种污染物匹配合适的微生物。

巴西南大河联邦大学的环境电化学家 Carlos Martinez-Huitle(也未参与此项研究)表示,另一种选择是使用高级氧化工艺 (AOP)。他说,有两种模式可以用于淋浴器:直接 AOP,即将电流施加到 AOP 电池上,使其内表面材料分解污染物;或者间接 AOP,即电流将污染物拉到一端,而氧化剂则在另一端形成。然后,氧化剂将污染物转化为无害的化合物。Martinez-Huitle 建议,市政当局可以收集淋浴器的废水,过滤掉沙子,然后使用 AOP 设备清除污染物,然后再将水排放到海洋中。

然而,AOP 是一种耗电的技术,因此关键是将其与可再生能源相结合。在他们的实验室中,Martinez-Huitle 和他的团队开发了一个系统,该系统使用 AOP 清洁工业废水,并通过太阳能电池板或风力涡轮机供电。

但即使是最具成本效益的污水处理技术,也会让微薄的市政预算捉襟见肘。同意使用哪种技术,然后实施它,也需要时间。

与此同时,研究人员希望消费者教育、更广泛地使用紫外线防护系数 (UPF) 服装以及法规,例如茂宜岛即将实施的化学防晒霜禁令,将有助于遏制污染物流入环境。

对于 Downs 来说,现在我们知道海滩淋浴器可能是威胁海洋生物的强效污染源,接下来的步骤很明显。Downs 说:“如果你能识别出一个污染点源,那么你就有……减轻该污染物的责任。”

 

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