每年的6月5日是世界環境日。盡管在很多人看來,環境問題不是像疾病、戰爭一樣迫在眉睫的危機,但是在日積月累之中,對地球的破壞會從四面八方逐漸蠶食人類的正常生活:海洋中的塑料經由食物鏈沉積在體內,全球變暖引發的風暴和洪水在讓許多人家破人亡,城市上空的霧霾讓人無法呼吸,能源轉型正在成爲政府難解的重擔……
爲了拯救我們的共同的家園,全世界的科學家、藝術家、工程師們各出奇招。他們的許多發明乍看天馬行空,細想又在情理之中。今年的世界環境日,知世爲大家篩選出全世界10個最“瘋狂”的環保發明,讓我們來看看人類爲了解決環境問題都發揮出了怎樣令人驚歎的創造力。
1、把髒水變成飲用水的“神奇吸管”
全世界超過20億人居住在水資源緊張的國家,每年大約有48.5萬人因爲飲用被微生物汙染的飲用水導致腹瀉死亡。從源頭治理水汙染是一項龐大的工程,牽動著政治、經濟、法律、地理等許多因素,但是,如果我們從另一個方向入手,把汙水直接變成飲用水呢?
瑞士的LifeStraw公司就研發出了這樣一款“神奇吸管”。這款吸管最初被發明出來,是爲了消滅麥地那龍線蟲(又名幾內亞線蟲病),如果人類不幸飲用了被它的幼蟲汙染的水源,幼蟲就會在飲用者體內成熟、繁衍,最後從皮膚表面鑽出來。于是,吸管的發明者使用一片簡單的金屬網過濾掉水中的小蟲。近幾年來,在衛生官員的努力和“神奇吸管”等技術的幫助下——這種曾經每年感染350萬人的寄生蟲病已經基本被根除。
隨著技術進步,“神奇吸管”也不斷升級,現在的吸管內有一個由濾網、聚酯纖維和活性炭組成的微過濾器,任何直徑超過兩微米的東西都會被堵在裏面,從而消滅超過99.99%的汙垢、寄生蟲和細菌。不過,金屬、病毒、殺蟲劑等非常微小的成分仍然可能殘留。
在發達國家,這種“神奇吸管”是徒步/野營愛好者的寵兒;在非洲國家,這家公司與非營利組織合作提供了上百萬根吸管,一根吸管可以爲一個人提供一整年的清潔飲水——堪稱安全飲水問題最直接、簡便的解決方案。
2、給地球戴上“遮陽眼鏡”
面對日漸緊迫的全球變暖危機,人類一直以來都有一個相當大膽的設想:如果太陽輻射太強烈,給地球戴上一副太陽鏡不就行了?
多年來,“太陽鏡”的實現方式一直在不斷地變化和更新。最初,一個巨大的“空間遮陽板”引起了英國皇家學會、NASA、歐盟甚至政府間氣候變化專門委員會的興趣。科學家們想將一個巨大的、寬2000公裏的玻璃盾牌送上外太空,並且讓它在地球和太陽的引力之間保持平衡。後來的建議包括制造一片月球塵埃雲,在赤道周圍的軌道上放置一圈由絲網鏡、小雨傘組成的行星環,或放上一圈可以使陽光轉向的微型航天器。當然,這些想法中最困難的部分是:如何將它們送上太空。據估算,這可能耗費數千至數萬億美元。
1991年菲律賓皮納圖博火山爆發,噴射的顆粒物在高空中停留了好幾年,使地球降溫近1度。火山噴發的冷卻效應給了許多人以啓發,哈佛大學太陽地球工程研究項目組正在研究是否能夠模仿這種自然現象,在平流層中注入氣溶膠,從而增加反射的太陽光,減少到達地球的輻射量。不過,即使這個想法在技術上是可能的,想讓全球一百多個國家都同意在大氣中注入這些影響未知的物質,政治前景也很不明朗。
3、給城市裝個“霧霾吸塵器”
城市霧霾太嚴重?爲什麽不直接裝一個巨大的吸塵器把它們都吸掉?荷蘭藝術家達恩·羅斯加德(Daan Roosegaarde)和工程團隊合作發明了一種“無煙塔”:一個7米高的鋁制塔,使用少量的綠色電力和電離技術,就可以把城市天空中的汙染粒子吸走。據發明者的說法,一個無煙塔每小時可以清潔多達3萬立方米的空氣。
印度德裏也安裝了類似的“無煙塔”,與美國明尼蘇達大學合作制造
是不是聽起來離譜又合理?這個技術已經被包括韓國、中國、荷蘭、波蘭在內的很多個國家采用。但是這種高大的吸塵器伫立起來之後,它的效果受到了質疑。問題出在哪兒?以我們的日常經驗來看,空氣淨化裝置在室內最爲有效,但城市並不是封閉的空間,當一個區域中的汙染顆粒被吸走,周圍的汙染顆粒會迅速填充進來。而一座“無煙塔”的吞吐量並不足以稀釋整個城市的汙染,所以只有在非常靠近“無煙塔”的小範圍內,人們才可以呼吸到清潔的空氣。
4、蹦迪發電
酒吧舞池裏,閃爍的燈光、動感的音樂徹夜不停歇,這往往需要耗費大量的電力。如果年輕人蹦迪的時候用不完的力氣能用來發電,豈不是一舉兩得嗎?
早在2008年,荷蘭的一家公司就把這種想法付諸實踐。他們發明了一種“可持續發展舞池”。當人們踩壓舞池地板時,它會輕微下凹並激活底下的飛輪,摩擦碰撞所産生的動能將成爲電能——與手搖發電手電筒的原理相似。每塊地磚可以從人們的舞步中産生35瓦的能量,足以爲舞池提供地板照明,它的長期的標則是爲酒吧的主電網作出貢獻。
英國的Pavegen公司也在相似的領域耕耘,他們在地磚下安裝電磁發電機,再鋪設于人行道、交通樞紐等公共場所,將行人的腳步轉化爲電能儲存在電池中——當然,動能發電的效率並不算高。800至1600人行走1萬步,才能生産出一個普通荷蘭家庭一天的電力。但是隨著音樂行業的綠色發展在COP26會議召開後得到更多的關注,“可持續舞池”也再次被推向主流視野。
5、有機安葬艙:讓逝者成爲一顆種子
喪葬業是常常被環保政策忽略的行業。據CNN報道,每年美國有400萬英畝的硬木森林被砍伐以制造棺木。墓地中的混凝土和棺木中的金屬也難以被分解。
兩位意大利藝術家發明了一種“零廢棄”的喪葬方式:有機安葬艙。它由一個可降解的塑料外殼制成,下葬後逐漸被分解,遺體或骨灰則化作土壤中的養分,滋養種在上方的樹苗。人們還可以自己選擇種子的種類——楓樹、山毛榉、銀杏、白蠟、松樹等等。
逝者以胎兒的姿勢回歸到蛋狀的安葬艙中,成爲一顆新的“種子”。用生命來紀念生命,這大概就是真正的“落葉歸根”吧。
6、用子彈孕育新生命
挪威制造商Nammo生産的無鉛彈藥,已經被瑞典軍隊采用。
另一個看起來和環保毫不相幹的部門是軍隊。一個常被人忽視的事實是,彈藥需要數百年的時間才能被降解。每年,軍人們在射擊場射出數百萬顆鉛彈,鉛在環境中大量沉積,以致腐蝕土壤、汙染水源,導致鉛中毒。根據美國環保局的數據,全美1300個汙染最嚴重的場所中,軍事場所占了900個。
意識到這個問題後,美國國防部決定把殺人的子彈變爲新生命的種子:2017年美國國防部在簡報中提出,用可降解的材料代替鉛制造子彈和炮彈;另外,新的子彈中應該包含種子,生長出來的植物既能清除土地中的汙染,又能爲動物提供食物。這一計劃分爲開發、測試以及正式過渡三個階段,目前仍然在推進之中。
7、垂直森林
寸土寸金的城市裏,留給綠地的面積似乎總是不夠。一名意大利建築師在植樹活動中得到了一個靈感:把平鋪的綠地垂直樹立起來。
“垂直森林”被稱作是自然環境和高層住宅的結合,它在住戶的陽台上,也就是大樓的垂直方向上種滿綠色植物。這樣一來,綠植組成的幕牆不會反射陽光,而是會過濾陽光,在室內形成宜人的氣候,並爲鳥類和昆蟲提供棲息地。與此同時,它可以吸收二氧化碳,釋放氧氣,幫助對抗城市的輻射和噪音。2014年,首例“垂直森林”在意大利米蘭落成。大樓上的植物如果轉化成平鋪在地面上的植被,相當于3萬平方米的林地和灌木。
意大利博埃裏工作室(Boeri Studios)已經把“垂直森林”帶到全球各地,包括美國芝加哥、印尼雅加達、中國黃岡、瑞士洛桑,最近,埃及首都開羅東部的沙漠裏也將樹立起“垂直森林”。在這樣一座建築中,“詩意的棲居”或許將成爲現實,大樓的外觀隨季節改變,秋天五彩斑斓,春天綠意青蔥。不過,批評者認爲,所謂的“綠色建築”也是構築在碳密集的混凝土建築之上的,而且“垂直森林”的住戶們也不得不面臨住在森林中的煩惱,比如高昂的植物維護費用,以及蚊蟲的困擾。
8、“植數成林”的數據花園
自從信息時代到來以後,人們對于大數據的胃口就越來越貪得無厭。但常常被忽略的是,巨大的數據中心占據了大片土地,其排放的溫室氣體可以與航空業相媲美,全球數據中心消耗的能源甚至比整個英國還要多。那麽,如果能讓數據存儲不排放二氧化碳,而是吸收二氧化碳,那不就太好了嗎?
別以爲這是異想天開——丹麥哥本哈根設計學院的一個團隊開發出“種出你的雲(Grow your own cloud)”項目,將數據儲存在植物的DNA裏。
DNA是世界上最古老的“數據庫”,四種堿基(腺嘌呤、胞嘧啶、鳥嘌呤和胸腺嘧啶)的不同排列攜帶著擁有億萬年曆史的遺傳信息。現在,科學家們能夠用不同的堿基代表二進制代碼中的0或者1,從而在DNA中編碼人類所需要的信息,再把合成的DNA儲存在生物的體內或者體外。利用這種方法,有史以來的所有電影都可以被儲存在方糖大小的體積中。
丹麥的莫妮卡·塞弗裏德團隊將一家當地的花店變成了一家數據中心,邀請人們把記憶、詩歌、故事、音樂“上傳”到植物花卉中。然後,專家會指導客戶如何照料這些植物,並教他們使用解碼數據的工具包。
更爲常用的DNA存儲載體是細菌,然而,將植物DNA作爲數據庫無疑更能夠喚醒人們的審美和情感聯結,我們可以穿行于“雲端花園”甚至“雲端森林”之中——這是科技和生命的對話,也是一個浪漫而富有溫度的科學構想。不過提取信息的過程比較複雜,需要使用基因測序技術,把DNA序列轉錄出來再做解讀。DNA儲存技術的成本高、但是存儲和提取的效率低,所以目前“數據花園”的象征意義仍然大于實用價值。
9、給排水管裝上垃圾攔網
每年大約有800萬噸塑料進入海洋。它們對我們在海底的生物朋友們而言是致命的:從被袋子悶死的珊瑚,到被吸管堵住嘴的海龜,還有肚子裏充滿塑料碎片的海鳥和鯨魚。最終這些傷害會通過食物鏈等方式反噬人類自身。
澳大利亞西部城市圭那那通過一種簡單的方式打造了一個有效的過濾系統:在排水管的出口處安裝一張大網,兜住汙水中所挾帶的固體垃圾。一旦裝滿,它們就會被送到垃圾分類中心,清空後再重新回到管口。一張網的制造和安裝成本約爲10000美元,雖然造價不低,但長遠來看有利可圖。
起初,圭那那市政當局安裝了兩張網,在幾個星期內成功捕獲了815磅(約合370千克)的垃圾。在2018年5月至2019年6月期間,兩個排水網中共收集和清除了11次垃圾,共計攔下1.69噸的廢物,主要包括飲料罐、食品包裝、落葉等常見的城市生活垃圾。隨後這個方法被推廣到全市。
這種方式雖然不像其他發明一樣浪漫或富有想象力,但是它用簡單的方式解決重要問題的能力正是環保發明所需要的。
10、尿液電池
科學家們很早就盯上了尿液——它既可以無限供應,又富有發電的潛能,比毒性很強的普通電池環保很多。2005年,新加坡科學家找出一種方法:利用人的尿液和鎂、銅的氯化物發生化學反應,爲電池提供動力。只要滴入一滴尿液並使它浸透夾層濾紙,這些化學物質就會溶解並發生反應,從而産生電能。這種電池大概信用卡大小,只能用來給一種疾病測試裝置提供電源。
2016年,英國科學家使用微生物分解尿液,讓分解的過程中産生的電子轉變爲電力。只需要半升尿液,就能夠充電6小時,爲智能手機提供三個小時的續航時間。
(來源:知世)
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