纽约下水道井盖冒出不明绿色液体,还会发光,是忍者神龟弄的吗?
来源:把科学带回家
作者: 苏澄宇
(图片来源:GIPHY)
2023年11月2日,有人在曼哈顿下城区看到了一个奇怪的景象:一股绿色的液体渗出了井盖,流到了街道上,还是带荧光的。
图源:Dan Pantelo
Dan Pantelo 在 X (原 Twitter)上发帖称: “现在世贸中心旁边的地面冒出了绿色污液。有人能解释一下吗?难道哥谭市真的存在吗?”。这里解释一下,哥谭市是蝙蝠侠所在的城市,罪恶之都。
图源:Dan Pantelo
其实,这摊绿色的不明液体并不是什么病毒入侵,也不是什么外星人流的血渗进了地下水,更不是巫婆搞丢的神秘汤药,而是加了荧光示踪剂的普通污水。
加入了荧光示踪剂的下水道 图源:luyoruv
纽约的污水收集系统有近一万公里长的污水管,直径从15厘米到超过220厘米不等,还有14.5万千个雨水排水道和5000个渗透井,让汇集的雨水渗入地下的雨水井。城市污水管一般埋在地下3米以下,位于净水管道下面。
为了监测污水的动向和流量,看是否有污水泄漏到净水管道,有时候自来水厂会在污水中加入荧光示踪剂。
工作人员在水里加入示踪剂 图源:网络
一般来说,水基荧光示踪剂和自来水按照1000:1比例混合逐步加入到排水系统里面。如果发现明亮的绿色荧光出现在不该出现的地方,证明这里已被污水污染。这时就应及时查找相通点,及早修补,以免发生重大环境污染。
排水系统里的示踪剂 图源:网络
组成荧光示踪剂的荧光材料主要有活性剂、稳定剂、增溶剂等。它的工作原理是通过激发荧光团,使其发出特定波长的荧光。在光线照射下,会激活其中的荧光团。然后,这些荧光团会发出不同波长的荧光,而绿光就是其中之一,一旦停止光线照射,发光现象也会立即消失。
污水排到山里,因为出现荧光被发现了 图源:网络
除了用来监测污水排放外,荧光示踪剂还有多种用途,比如用于汽油和柴油发动机冷却系统的渗漏检测。在发动机测试前,防冻液或水和荧光剂会预先混合好后加注到发动机中。测试过程中会用高强度黑光灯检测。如果有渗漏情况时,添加到系统中的荧光示踪剂会被激发放出强烈的亮绿色荧光,漏点很容易被检测到。
示踪剂在低浓度下也能有很强的荧光效果 图源:Fluorescent TY-B310N
荧光示踪剂还可以用来追踪洞穴地下水的污染来源。2016年,科学家为了查明桂林甑皮岩遗址地下水系统的结构特征,分析地下水的污染物运移路径和追溯污染源,选取了两种荧光示踪剂,在遗址周围进行了三次示踪试验,最后发现了潜在的几个污染源。
因为岩溶地区水文地质条件复杂,岩溶水具有非均质性、隐蔽性、敏感性等特点,所以普通水文地质勘察方法不适用,才选择了更高效的荧光示踪剂。
因为荧光示踪剂具有极强的荧光性,所以即使浓度低到千分之一时,用黑光灯照射同样能够具有强烈的荧光。荧光示踪剂安全性高、无毒、生物可降解,不用担心它会造成另一种污染。
荧光示踪剂的包装 图源:LUYOR
不过如果污水具有酸性很强,一些荧光示踪剂在污水系统里将没有荧光性。所以,在检测污水时,科学家会先测定污水的酸碱度。
示踪剂不仅有绿色的,还有粉色的。2023年早些时候,加利福尼亚州洛斯佩纳斯基托斯泻湖(Los Peñasquitos Lagoon)的海岸变成了鲜艳的粉红色,冲浪人看到这场面都惊呆了。
粉色的海浪:图源:Erik Jepsen/UC San Diego
其实这是加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所和华盛顿大学实验的一部分,目的是了解淡水流入海水后,在不同温度下是如何与海浪混合在一起的。尽管颜色不自然,但这种染料是完全无毒的,对海洋生物没有危险。
淡水加入示踪剂后混入海洋 图源:Erik Jepsen/UC San Diego
在生物学研究中,荧光示踪剂也可能包括各种荧光蛋白,如绿色荧光蛋白(GFP)和红色荧光蛋白(RFP)。这些荧光蛋白可以在细胞内表达,发出特定波长的荧光,用于追踪细胞的活动。
下次看到奇怪的发光绿色液体,你就知道这可能只是一个科学监测实验了。
图源:twitter
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