視糞土為錢財？瑞士污水廠蘊含價值超過300萬美元的金和銀
學術星期四 Vol.31
今日小編瀏覽彭博社新聞的手居然發現了一則跟污水廠相關的報道——《科學家在瑞士污水廠發現價值180萬美元的黃金》，稍微扒了一下，這位小編還算是個有良心的標題黨，但還是有些信息遺漏了，所以小編在本期的「學術星期四」專欄與讀者分享一下這篇報告的有趣發現。
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污中竟有黃金屋？
瑞士聯邦水科學與技術研究所EAWAG的科學家於10月10號發表的報告指出，瑞士每年有約43千克黃金流經該國的污水廠，這些黃金價值180萬美元。這些黃金有部分通過出水排出污水廠，剩下的轉移至污泥中。特別在瑞士南部的提挈諾州（Ticino），污水污泥中的黃金含量足夠值得回收，研究者說原因可能是該地區有好幾家黃金精鍊廠。研究團隊瑞士64座污水處理廠進行了採樣分析，除了黃金，還挖出了價值約170萬美元的銀，重量約為3噸，大多來自化工和醫療行業。
話說瑞士是世界重要的黃金精鍊中心，據稱全球10家主要黃金精鍊商里，其中四家都位於瑞士，每年全球70%的黃金都會經過瑞士精鍊商的加工。著名媒體彭博社打趣說瑞士的這些黃金精鍊廠也是是時候認真考慮循環回收設備的可能性了。彭博社作為一個財經媒體，只報道跟錢相關的內容無可厚非，但這篇科學報告還有其他重要信息值得我們做污水處理的同行了解。
Bas Vriens
前EAWAG博士後研究員
1936年成立的瑞士聯邦水科學和技術研究所（Eawag）不僅是瑞士指定的水研究機構，在歐洲乃至世界範圍都頗有名聲。他們這篇報告的主要作者叫Bas Vriens和Michael Berg。兩位博士帶領他們的團隊對瑞士64座污水處理廠的元素含量展開了業界第一次如此系統性的量化評估。
結果顯示金銀兩種元素的濃度沒有對環境造成風險，但回收的價值也不大。但除此以外，他們還發現了金屬釓(gadolinium ) 和重金屬鈮(niobium)等微量元素。
越來越多的高科技和醫療企業使用各種微量元素，例如電子元件會用到過渡金屬鉭(tantalum)和半金屬鍺(germanium)，合金和塗層會含有鈮和鈦，又或者發光漆和造影劑中會用到釓。這些元素的最終去向很少為人所知，但很大一部分進入了污水管網系統。Eawag的研究正是在這樣的背景下開展的。
蘇黎世Werdh?lzli污水廠的取樣現場 圖源: Eawag, Elke Suess
超過三噸的銀！
研究團隊根據瑞士全國人口和測得的元素含量來計算出各元素的人均每日排放量。計算結果顯示，各元素濃度差異較大，從幾微克 (例如金、銦、鑥)到幾毫克(如鋅、鈧、釔、鈮、釓)，甚至到超過每天1克(磷、鐵、硫 )的都有。
乍眼看去好像不咋滴，換個單位情況就不一樣了：3000kg銀、43kg金, 1070kg釓、1500kg釹和150kg鐿。他們還專門製作了下邊這張元素周期表提高結果的可觀程度：
64座瑞士污水廠測出的62種元素的人均每天排入量 圖源: Eawag
沒有值得回收的金屬？
研究團隊的科學家們強調，這些平均數和年總量並不能反映元素含量的具體分布情況，也就是說特定元素在不同污水廠的濃度差異較大，相差高達100倍。例如以手錶製造業為名的Jura地區的污水廠的釕(ruthenium)、銠(rhodium)和金的含量較高。由於地化原因，Graubünden 和alais地區的砷(arsenic)較高。在提契諾州的部分地區的污水廠，污水污泥中金的含量是足夠高到實施回收的。這可能跟該地區有幾家黃金精鍊商有關。但總的來說，回收污泥中的金屬這個想法，從經濟角度考慮意義不大。
污水廠只是部分金屬的熱點
這個研究本身的初衷也不是回收資源，而是物料平衡的分析。研究團隊聲稱這是業界首次對一個工業化國家的污水中的微量元素進行系統性研究，對不同污水廠對排放總量的貢獻進行了調查。結果顯示，接收水體中的釓有83%來自污水廠出水，鋅的對應值是24%，鋰是7%，砷只有1%。而主要的營養元素磷的貢獻值跟之前有關的研究計算值相符，約為50%。
在報告最後，研究者還對這些元素的環境影響進行了對照評價。此前有德國的報告稱萊茵河的稀土金屬元素鑭(lanthanum) 和釤(samarium)的濃度達到了值得擔憂的界限。Eawag這次研究卻顯示瑞士沒有這樣的情況，當地絕大多數金屬的濃度都低於特定限制閾值，不會有生態毒理方面的隱憂。只有在少數地區的污水廠出水和污泥發現較高的重金屬銅和鋅的濃度。但作者最後也強調，對於大部分新型微量元素的潛在毒理危害，他們目前還知之甚少。
想閱讀報告原文的讀者可以訪問以下鏈接獲取下載途徑：
http://doi.org/10.1021/acs.est.7b01731
參考資料
1.http://www.eawag.ch/fileadmin/Domain1/News/2017/10/10/elements_wastewater_e.pdf
2.https://www.bloomberg.com/news/articles/2017-10-10/scientists-find-1-8-million-worth-of-gold-in-swiss-wastewater
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