智能灌溉系统农业排水有毒的硝酸盐污染空气和水

    过量施肥导致农业排水中含有大量硝酸盐，而美国玉米带等农地集中区的硝酸盐污染则更加严重。为了减缓硝酸盐污染，硝酸盐与亚硝酸盐类的施用目前由环境保护局（Environmental Protection Agency）进行管理，由于高浓度硝酸盐对人体具有毒性，因此农业排水需经过离子交换树脂过滤除去硝酸盐再行排放，但这些过滤器每隔数月就要冲洗以回复功能，而冲洗过的水也只是将浓缩的硝酸盐再排放回环境当中，属于治标不治本的方法。     美国普渡大学(Purdue University)化学工程系与莱斯大学(Rice University)土木工程学系合作，研发了加速分解硝酸盐或亚硝酸盐的新材料，可帮助这些污染物转化成空气和水。材料发想来自Michael Wong团队于2013年的研究，钯金属(Pd)的奈米颗粒能帮助分解亚硝酸盐或硝酸盐等化学物质，但催化效果不佳；而后来合作实验室的Kim Heck提出使用铟(In)和钯两种金属的构想，发现用铟覆盖约40％的钯球表面能创造活性更高的催化剂。将此催化剂放在含有硝酸盐的溶液中导致铟氧化并加速了硝酸盐的分解；钯除了帮助铟氧化之外，在额外添加氢的环境下还能促进氧气与氢合并形成水，使得铟得以还原而再度分解硝酸盐。     经由催化分解的硝酸盐最后变回了氮气和水，得以回到大气当中。未来还会与其他研究人员合作，将此技术变成商业上可用的水处理系统流程。