【煞「廢」苦心之化毒為寶】淨化土壤污染 高效轉毒為肥
港大研新系統減農業廢物毒素 助改善城市海洋生態環境
隨着全球人口不斷膨脹，人類對糧食的需求有增無減，然而地球上的可耕地面積因過度發展而日益縮小，想要加快提升糧食產量以確保有足夠供應，增加施肥是常見的方法。不過，過多的肥料不僅無法被農作物完全吸收，大部分過剩的肥料更會釋放出大量如亞硝酸鹽、硝酸鹽等有毒氮氧化物，嚴重危害生態系統和人類健康。有見及此，香港大學化學系助理教授謝俊銘和團隊研發出「為永續農業而設的實時化肥生產系統EC-Flow」，可以檢測和去除土壤中大量有毒殘留物，並進一步把氮氧化物轉化成肥料作循環使用，藉以減低農業廢物中的毒素水平，改善城市和海洋生態環境。◆香港文匯報記者 鍾健文
根據國際肥料工業協會（IFA）的《公開摘要：中期肥料展望2023 - 2027》數字顯示，預計在2023「肥料年」，全球的化學肥料消費量達1.925億噸，其中氮肥佔56.6%，高達1.09噸。謝俊銘近日接受香港文匯報專訪時指出，氮肥在種植過程中會釋出亞硝酸鹽（Nitrite, NO2-）、硝酸鹽（Nitrate, NO3-）等有毒氮氧化物（NOx），尤其亞硝酸鹽和硝酸鹽的水溶性很強，灌溉時很容易隨水進入河流、大海等水源環境，從而產生兩個比較主要的問題。
亞硝酸鹽等入人體或致病
其一是引致有毒紅潮（harmful algal blooms, HABs）的出現，水中一些微型單細胞、浮游藻類在短時間內爆發式地大量繁殖，「搶奪」大部分水中的氧分，導致大量魚類因缺氧而死亡。
其二是氮氧化物可以經由食物鏈進入不同生物以至人類的身體之中，而亞硝酸鹽和硝酸鹽在人體中有可能會引起不同疾病，包括對胃、食道、鼻咽、肝臟、腎臟等器官具有致癌性，以及引發藍嬰症候群（blue baby syndrome），患者因血紅素的帶氧功能下降而缺氧，血含氧量較正常人低而造成發紺現象，身體呈現藍紫色，若處理不當可引致窒息、哽咽甚至死亡。
收集農地排水 處理後用作灌溉
為應對氮肥引起的污染問題，謝俊銘和團隊研發出EC-Flow系統，把氮氧化物回收並循環再用。他介紹，這是一個流體、流動的（fluidic）系統，大體來說，系統會將農地排放的水收集起來，再經轉化器處理之後，分別排出乾淨的水作灌溉之用，以及把可以用作肥料的水去施肥。
有關的轉化器運用了電催化的原理，利用放在其中一個電極的催化劑，把經過處理的亞硝酸鹽和硝酸鹽轉化成氨（NH3，又稱阿摩尼亞，Ammonia）或銨（NH4+，Ammonium），作為肥料重新施放應用在同一農地的作物之中。
謝俊銘的團隊發現，EC-Flow不但有助提升肥料的使用效率，更重要的是可以把亞硝酸鹽、硝酸鹽等有毒物質，重新循環製作成有用的肥料，並且可以即時投入到系統中應用，避免它們流進水源環境造成污染，加上該系統是以太陽能電池這一可再生和潔淨能源驅動，整個過程不會產生任何如二氧化碳等溫室氣體，符合且貫徹了系統以環保及可持續發展作為出發點和目標的理念，為減低都市廢物中的毒素水平、緩解城市污水處理系統壓力，以及改善城市排污情況和本地海洋環境作出貢獻。
憑該研發項目，謝俊銘和團隊贏得2023年日內瓦國際發明展銅獎。
