加州科學家研究 農業廢水製氮肥

2026 年 6 月 30 日

勞倫斯利物摩國家實驗室的科學費斯特(左)和同僚霍克斯(Steven Hawks,右)手持一台電化學反應器,這是處理廢水回收硝酸鹽工作流程中最後一步。勞倫斯利物摩國家實驗室

受全球供應衝擊與戰爭影響,自2020年以來,加州農田急需的氮肥價格已上漲125%,這些成本逐漸會轉嫁到消費者身上。勞倫斯利物摩國家實驗室的一項創新技術,可將廢水轉化為氮肥,可望降低加州農民對全球供應鏈的依賴。

《聖荷西信使報》報道,農業界有時將氮肥稱為「黑色黃金」,「無論是2022年俄羅斯入侵烏克蘭,還是今年伊朗戰爭,一旦進口供應中斷,肥料價格就會飆升,讓農場的經營陷入困境。」勞倫斯利物摩國家實驗室科學家費斯特(Jeremy Feaster)說.

戴維斯加大農業經濟學家薩姆納(Dan Sumner)說,美國天然氣產業龐大,是氮肥的主要生產國,但其價格仍受全球市場波動影響。新冠疫情、海外戰爭這類地緣政治衝擊,都可能阻斷供應鏈,導致有限供應面臨更大需求,進而引發價格飆升。

儘管氮對植物生長至關重要,但肥料中的氮實際上只有僅有半數被能被作物吸收利用。其餘的氮最終會流入廢水,若被人體攝入將危害健康。

如果有一套方法能回收氮並淨化廢水呢?這正是費斯特在國家實驗室的「300號場址」提出的構想。實驗室的環境修復部門一直致力於整治這處冷戰時期的炸彈試驗場,淨化遭硝酸鹽(炸藥所含的氮化合物)污染的地下水。為驗證理論,費斯特對取自300號場址的一份受硝酸鹽污染的地下水樣本進行測試。他將電化學反應器接入污水樣本並通電,出發定向化學反應,將硝酸鹽與水分離,原理類似將水電解為氫氣和氧氣。

費斯特表示,一小時後,樣本中20%的硝酸鹽轉化為氨氣,但此後效率會逐漸遞減。

費斯特目前正在尋求額外資金,研究電化學反應器長時間連續運作的效果,計劃在未來幾年擴大技術規模,使其能實際用於商業農場。▍本報訊 ▍

勞倫斯利物摩國家實驗室的科學費斯特(左)和同僚霍克斯(Steven Hawks,右)手持一台電化學反應器,這是處理廢水回收硝酸鹽工作流程中最後一步。勞倫斯利物摩國家實驗室
勞倫斯利物摩國家實驗室的科學費斯特(左)和同僚霍克斯(Steven Hawks,右)手持一台電化學反應器,這是處理廢水回收硝酸鹽工作流程中最後一步。勞倫斯利物摩國家實驗室