等了6年, 终于有人揭开那9600万个黑球的真相

六年多前,国外著名论坛网站Reddit有人谈论起一个有趣现象——洛杉矶银湖水库被扔进40万个黑色圆球。国内知名科普网站“果壳”当时很快就转发了这则奇闻。这些黑球是干什么用的呢?当时的国外网友解释说这主要是为了阻止鸟类污染水源,而果壳谣言粉碎机编辑“花落成烛”对这些网友的猜测进行汇总:保温、防止水中异味散出、藻类控制、鸟类控制、蒸发控制、减少化学气象排放。

美国人往水库投加黑球 | 图源:Imgur

到了2015年,黑球数量追加到9600万个!经过非专业小编们击鼓传花式的纷纷报道,“阻止水库蒸发”似乎成了黑球唯一的功能。瓦村农夫我本人对此表示怀疑——中学物理老师不是说黑色吸热的吗?放黑球不是适得其反吗?

黑色球不是会吸热加剧蒸发吗? | 图源: YouTube

所以这些球实际用来做什么的呢?最近有个美国人专程来到这个水库寻找真相,他的考察视频也在YouTube赢得超过3300万的点击率。在本期《第三眼》专栏里,我们跟他一起看个究竟。

Derk Muller | 图源:twitter

上图的这位老外叫Derek Muller,是YouTube著名频道Veritasium的创办人。他本科修读工程物理,博士攻读物理教育,2008年毕业后加入ABC的科普节目Catalyst报道世界各地的科技故事。他在2011年创立了Veritasium频道,专门搜寻些“反直觉”的科学现象。最近,位于美国5号州际公路旁的Ivanhoe水库引起他的注意——作为一个修读物理专业的人,他不太相信这些“遮阳球”(Shade Balls)用来防止蒸发的“传言”,因此他想眼见为实。

被当地人誉为水肺的Ivanhoe水库 | 图源:YouTube@Veritasium

意想不到的反应

水库水面填满的球 | YouTube@Veritasium

经过和美国洛杉矶水电局(LADWP)三位专家的访谈,Derek终于知道了这些黑球的真正作用——LADWP的初衷并不是为了防止蒸发,而是处理溴化物,一种出现在盐水中的天然物质。

话说溴化物本身对人体无害,它也很难被去除。但在自来水厂里,如果用臭氧进行消毒,臭氧会和溴离子反应形成溴酸盐(BrO3-),而溴酸盐在国际上被定为2B级的潜在致癌物。

自来水厂可能会发生的溴污染 | 图源: YouTube@Veritasium

早在2000年,美国洛杉矶水电局就密切关注溴酸盐的水平,奇怪的是,尽管自来水厂能满足3μg/L溴酸盐的出水标准,但水厂还是收到诸如啤酒厂等下游企业的投诉,说水里的溴酸盐浓度超标10倍!

一经调查,他们发现水库是那个投毒元凶——水库中的溴化物和余氯在紫外光的作用下,会生成溴酸盐,产量远高于溴化物和臭氧的反应。

溴化物和余氯的反应原理 | 图源:Science Direct

解决方案

美国洛杉矶水电局(LADWP)马上着手寻找解决方案,他们考察过各种奇葩妙计,例如:

这些怪招有一个共同点,就是阻挡太阳光,因为它是唯一可以控制的反应条件。众里寻他千百度,一个直径约10cm的“遮阳球”最后成为他们的“真命天子”。LADWP的首席运营官Marty Adams在采访里拿着黑球回忆说:“这东西马上就奏效了!”

首席运营官Marty Adams | 图源: YouTube@Veritasium

神奇的鸟球

这些黑球原来是由加州的XavierC、Artisan Screen Process和宾州的Orange Products三家公司研发的中空聚乙烯球体。球面有可以阻挡紫外线的碳黑涂层,据说效用长达25年(Adams先生则称约10年)。

这些球最初用于保护鸟类防止它们接近有毒矿池(因为鸟儿很难站稳在球面)。空心球内还注有40%的水,作用是让黑球稳固地留在水库里,不会被大风的随便吹走,例如飞到旁边5号州际公路上。除了防止生成溴酸盐、驱赶小鸟,这些球还能阻碍藻类生长,而且它真的能防止水汽蒸发。据Derek介绍,黑球里的空气有绝热作用,因此虽然球体水上的部分变热了,但并不会传递给水体。实测结果也显示,球下方的水温比水上的水温更低,这样一来,黑球覆盖一年就可帮助水库减少85-90%的蒸发量。

LADWP对黑球进行测试 | 图源:YouTube@Veritasium

质疑的声音

LADWP当局对这个神奇的黑球非常满意,因为一个球的成本约为36美分,使用寿命为10-25年,而且可再回收利用。洛杉矶市长Eric Garcetti表示,和之前的保护措施相比,遮阳球能节省约2.5亿美元。

但也有人对此表示质疑,瑞士EAWAG研究所的Erfan Haghighi博士等人去年在《自然》子刊《Nature Sustainability》发表了一篇文章,给遮阳球的水足迹算了一笔账,结果发现:虽然遮阳球每年可节约11.5亿升水,但黑球生产本身要耗费2.5-29亿升的水资源(视乎球壁厚度)。因此他们认为洛杉矶水库这些黑球的可持续性是要打上问号的。

但正如Derek Muller在节目里说道,这个项目的优先级并不是节约水源,水源安全才是他们的初衷。所有涉及安全的问题,都不是简单计算可以衡量的。至少,LADWP大开脑洞又因地制宜的尝试给了其他地方的水务局很多启发。

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