图片来源：sub-urban.com/flickr/CC BY-ND 2.0
撰文 | 王怡博
审校 | 二七
英国泰晤士河几个世纪以来一直被用作人类排泄物的倾倒场，直到1858年夏，泰晤士河里人类排泄物散发的恶臭味终于让英国的政客们难以忍受。他们一个个用手帕捂着鼻子，放弃了自己在那附近新建的房子，纷纷逃到乡下，以呼吸新鲜空气。对此，工程师在城市之下修建了庞大的维多利亚时代排水系统，至今仍在使用。
此后，人们再一次如此认真地关注污水便是在21世纪10年代，水务公司例行检查下水道时，发现了一个又一个庞然大物，它们被称作下水道里的“脂肪山”（fatberg）。例如，2013年8月，在伦敦泰晤士河畔金斯顿的下水道中发现的一处沉积物重达约15吨，它主要由脂肪和湿巾组成。
“脂肪山”一词于2015年被添加到牛津在线词典中，直到2017年才真正“出圈”。因为那一年9月，伦敦白教堂下方的排水系统中发现了一个当时可谓破纪录的脂肪山，它长250米、重达130多吨，与差不多19头成年非洲象一样重，主要由人类排泄物、卫生用品和药物等组成，堵塞了伦敦一部分污水管道。
这座脂肪山很快就成了头条新闻。你会看到电视摄制组站在那条路的井盖边上，捂着鼻子，而负责清理这些沉积物的人穿着白色防护服，正使用大功率喷射器、铲子等工具一点点破坏脂肪山，然后以每天20至30吨的速度用油罐车将其清除。
在发现这些庞然大物的第一周，伦敦博物馆正在进行一系列关于现代城市生活的展览。该博物馆馆长原本一直在考虑展览脂肪山的可能性，这一次事件发生后，他们便决定在博物馆展示这座脂肪山的代表性部分。最终他们从脂肪山切下了两块沉积物，接着经过数周干燥，于2018年2月至2018年6月在伦敦博物馆展出。
不难想象，这次展览的脂肪山成了伦敦博物馆最受欢迎的展品。因为如果路上的下水道没有倒灌，我们平时不大会注意到脚下的管道里竟积累了如此规模的沉积物。而这次博物馆展览则为我们讲述了城市之下、我们肉眼不及的地方源于人类行为的故事。
接下来的问题是，如何阻止下水道里产生这些庞然大物？最近一项发表于《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）的研究开发了一种方法来解决这一难题。
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下水道的秘密
当地时间2018年4月28日晚9点，英国第四台（Channel 4）播出了一档名为“脂肪山尸检：下水道的秘密”（Fatberg Autopsy: Secrets of the Sewers）的节目，揭开了下水道中发现的那些厚厚的沉积物究竟是什么。
在特写镜头下，我们会看到那些本来习惯于解剖尸体的研究者正在拆解几顿重的脂肪山。他们发现，烹饪用的脂肪和油脂是罪魁祸首，少量脂肪来自洗涤或沐浴时使用的含有油脂的产品。脂肪山中的典型物品还包括湿巾、卫生巾、棉签等，其中湿巾是主要祸害，因为尽管有些湿巾贴有“可冲洗”的标签，但其实在下水道中无法分解，而被脂肪黏住，形成更重的沉积物。
这些脂肪类沉积物会减小下水道可用直径甚至完全堵塞管道，导致下水道溢流等。从历史数据看，英国每年有多达两万起洪涝事件是由下水道堵塞、排水系统能力不足导致的，且每年约有上万次下水道堵塞是由脂肪、油和油脂沉积造成的。中国香港的相关部门也曾表示，超过60%的下水道堵塞是因为油脂过度堆积。据估计，在英国，每年为移除脂肪山的费用在1500至5000万英镑；在美国，每年因脂肪山造成的下水道堵塞而进行排水系统维护和修复的费用就高达250亿美元。
而且，对脂肪山样本的分析显示，其中也含有可能含有具备传染性的细菌，包括大肠杆菌、李斯特菌等。而且这些细菌对抗生素有耐药性，会对到下水道内工作的人员造成直接威胁。如果下水道回流，这些细菌还可能将更多人置于危险之中。
如何阻止
事实上，如果你仔细看“fatberg”（脂肪山）一词，会发现它其实是“fat”（脂肪）和“iceberg”（冰山）这两个词的复合词。从这里可以看出，脂肪山的形成必然需要脂肪，或者说脂肪、油、油脂（fat, oil and grease，简称FOG）的参与。
脂肪、油和油脂沉积物形成的机制。（图片来源：“International evolution of fat, oil and grease (FOG) waste management – A review”，Journal of Environmental Management，2017）
下水道中与FOG相关的沉积物曾被简单描述为脂肪的冷却，具体来说是被冲进下水道里的脂肪会逐渐冷却，并在湿巾和尿布等物品周围凝结成块，由此形成的混合物会黏在下水道内部的墙壁上，并且会变得很硬，从而限制污水的流动。后来，有研究推测下水道中的FOG会与污水中的清洁剂或消毒剂相互作用，发生皂化过程，产生新的化学物质。而且研究发现，钙离子是FOG沉积形成的关键因素。
来自澳大利亚皇家墨尔本理工大学工程学院的两位研究人员对下水道中那些巨大的脂肪山很感兴趣。作为化学工程师，他们想要看看，改变混凝土下水道的涂层能否抑制钙离子的浸出，进而减少脂肪、油和油脂在下水道表面的沉积。
他们最终创造了一种锌-聚氨酯混合涂层，可以有效抑制钙的浸出，使钙浸出减少高达80%，并且能使脂肪山主要成分——脂肪、油和油脂的堆积减少约30%。重要的是，这种涂层既能在850摄氏度下保持稳定，还具有室温下自我修复的能力。也就是说，下水道涂层随着时间推移难免受到损伤，但会部分自我恢复，从而减少维修成本。
另外，现在已经有另一个团队开发了一种不含水泥的混凝土，这样的材料就根本不会渗出钙，从根本上解决了钙浸出的问题。而且仅改变涂层或材料可能无法解决问题，因此有研究在开发油脂拦截器，供应给餐馆等会产生大量油脂的地方。
现在，我们可以确定下水道中脂肪山主要由两类物质构成：大量的脂肪、油和油脂，以及湿巾、卫生棉条、尿不湿等难以溶解的物品。因此，我们可以做的是，不随意将纸巾、湿巾、棉签甚至是剩饭剩菜等物质丢进马桶；对于做饭时不可避免的油脂，不妨在将其直接倒进下水道之前，先吸一吸油脂，或是装在小的容器里再扔进垃圾桶。
就像许多科学家一样，这两位化学工程师对这个世界抱有许多好奇心，这才把目光投向了我们往往会忽视的不为人所见的地下下水道。如果你对出于好奇心的研究感兴趣，不如翻开《环球科学》2月刊的文章《好奇心，滚起认知的雪球》，了解推动我们获取新信息的好奇心究竟是什么。
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在《追寻星际生命分子》中，我们呈现了天体化学家一直在做的事情——寻找遥远星际中的有机分子，以期追溯地球生命的起源。
参考链接：
https://www.theguardian.com/culture/2018/feb/04/fatberg-museum-london-display-pickling-age-waste#img-4
https://www.londonmuseum.org.uk/collections/london-stories/whitechapel-fatberg/
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