可有效從廢水除鉛 碳煙灰加工成防污染利器 | 聯合早報

碳煙灰經化學加工後打磨成球，可從工業廢水中吸附有毒的鉛離子，效率可超過99％，有助於減少電池製造等領域對環境的污染。

鉛離子是一種有毒的重金屬離子，主要來源包括電池製造、冶金（metallurgy）、染料等工業，一旦流入環境就可能進入食物鏈並積累，影響動植物和生態的健康。

目前，去除工業廢水中重金屬離子的常用辦法是吸附法。這種方式的操作簡單、成本低且效率高，現有的吸附劑包括稻殼和水果垃圾。

新加坡國立大學領導的研究團隊探討利用碳煙灰（carbon soot ash）來吸附鉛離子。這個辦法不僅成本更低，更賦予碳煙灰新生命，除了可避免它污染環境，還可推進循環經濟。

碳煙（carbon soot）是煉油廠氣化瀝青（bitumen）的副產品，向來被視為沒有價值，燃燒成碳煙灰後便埋入垃圾填埋場。不過，碳煙灰含有釩（vanadium）和鎳（nickel）等重金屬，處理不當會加劇金屬污染問題。

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](https://www.bdggg.com/2024/zaobao/news_2024_09_24_709246) 為緩解碳煙灰對垃圾填埋場造成的負擔，研究團隊先用化學物，把釩離子從碳煙灰抽離，再把碳煙灰打磨成2微米至50微米的顆粒，以擴大可吸附鉛離子的面積。

研究團隊跟着讓加工後的碳煙灰附着在氧化石墨烯（graphene oxide）的表層，同時堆疊在氧化石墨烯片之間，使吸附鉛離子的能力更強。

左起：碳煙、未加工的碳煙灰、完成化學浸出和球磨的碳煙灰、碳煙灰吸附劑、五氧化二釩（vanadium pentoxide）。（吳先邦攝）

處理電池製造相關廢水 除鉛效率逾99％

碳煙灰附在氧化石墨烯後可以去除多少鉛離子？研究團隊在實驗室環境中的測試顯示，在處理與電池製造相關的廢水時，這種吸附劑的除鉛效率超過99％；處理與塗料生產相關的廢水時，除鉛效率則只有約62％。

碳回收方案提供商CBE Eco-Solutions首席技術長巴布博士（Babu Cadiam Mohan）是上述項目的研究員之一。他接受《聯合早報》採訪時説，由於與塗料生產相關的廢水中有特定化學物，會影響碳煙灰的吸附功能，因此除鉛效率比較低。不過，調整碳煙灰的加工過程便可提高吸附力。

他介紹説，吸附着鉛離子的碳煙灰還可進一步加工，把分離出來的鉛離子重新用於電池製造等。

實驗顯示，經加工的碳煙灰在放入廢水並攪拌後，可有效吸附鉛離子。（吳先邦攝）

加工後的碳煙灰可循環使用多次，目前來看，即使到了第七輪吸附，去除效率仍持穩。巴布説：“碳煙灰循環到一定程度，結構必然會瓦解，但進一步處理後可作為沙粒的替代品。”

完成攪拌後，廢水中的鉛離子徹底清除，通過過濾便可將吸附着鉛離子的碳煙灰和淨水分離。（吳先邦攝）

新技術可大幅降低加工碳成本

項目的首席研究員、國大設計與工程學院化學與生物分子工程系教授王啟華説，市場調查顯示，1公噸加工碳的價格為1100美元至3000美元（約1451新元至3959新元），新技術可大大降低成本至150美元至200美元（約198新元至264新元）。

聯合國環境規劃署氣候與清潔空氣聯盟估計，單是2019年，全球排放了約580萬公噸的碳煙。碳煙是導致全球暖化的主因之一，僅次於二氧化碳。不過，它對全球暖化的潛在作用是二氧化碳的460倍至1500倍，潛在威脅更大。

王啟華説，煉油廠的碳排放會加劇氣候變化，這個問題應獲得正視；這個研究的初衷是為緩解全球暖化設法，同時給原來沒什麼價值的碳煙增值並善加利用，以減少環境污染。

國大研究團隊將繼續與CBE Eco-Solutions合作，計劃明年推出設施原型，每天處理50公斤的碳煙灰，後年在裕廊島建試點工廠，每天處理1000公斤碳煙灰。