Hayley Todesco 从9岁就开始参加科学竞赛。现年18岁的她因找到帮助自己的祖国——加拿大更快清除油砂尾矿池中的有毒酸类物质的方法,而荣获斯德哥尔摩青少年水奖 (Stockholm Junior Water Prize)。她的解决方案可大大缩短这些污染物的生物降解时间——从几百年缩短到几十年。
从油砂中提取石油,在加拿大,尤其在阿尔伯塔省,是一项庞大的业务。Hayley Todesco 就来自该省。一些提取方法会形成充满污染物的大水塘,可能威胁到地下水、野生动植物和下游社区。
Todesco 解释道:“基本上,企业挖出油砂,将石油与砂子分离,就会留下一个坑。然后,他们把所有残留物倒入这些大坑中,这些大坑就成了尾矿池。不幸的是,这些坑中没有衬壁,从而造成地下水问题。”
Todesco 解决这个问题的方法建立在已经在世界上很多地方用于净化饮用水的一种砂滤技术的基础之上。她说:“这些水塘中有大量细菌和污染物,因此,我的方案是提取出能在这些水塘中生存的细菌,使它们在这些砂滤器中快速繁殖。一旦细菌繁殖出来,就能分解尾矿池中的有毒废物。”
到目前为止,Todesco 的研究成效卓著。她说:“我发现,在一周内,细菌就基本清除了所有环烷酸,而环烷酸正是这些水塘中的主要污染物。因此,如果你在油砂矿中建了400座奥运游泳池那么大的生物反应器,就可以在不到19年的时间内清除所有环烷酸;这些生物反应器只有尾矿池之大小的一小部分而已。而利用常规方法,平均需要264年才能清除完。这将在不到20年的时间内,基本解决可能持续几个世纪的环境问题。”
作为石油提取过程的一部分,环烷酸在水中溶解。Todesco 表示:“环烷酸是一种水污染形式,基本能杀死除细菌以外的一切东西:两栖动物、鸟类和鱼类。约5 ppm(百万分之五)的环烷酸就能杀死一条鱼,而在尾矿池中,环烷酸的含量高达100 ppm,因此十分致命。这就是为什么尾矿池旁寸草不生的原因——几个世纪地表一直呈固泥状。”
早年萌发的科学兴趣
Todesco 对水的兴趣源自她对环境问题的热切关注和每年夏天在不列颠哥伦比亚省的湖泊中游泳的爱好。她说:“我从9岁就开始参加科学竞赛,每年我都选择一个不同的环境问题。8年级时,我在研究太阳能技术,9年级时,我开始研究水资源问题。从那时起,我便只专注于水问题的研究。”
16岁时,她用自己的钱从当地商店买来鸟浴泵和水族池用沙等用品,开始了她目前的科学项目的研究。她的研究占据了课余的大量时间,节假日也不能休息。她说:“两年来,每个春假我都是在卡尔加里大学的实验室里度过的,所以说,我从15岁就没有过过春假。”
她在记起小学时为发展中国家安装饮用水砂滤器进行慈善募捐的活动时,想出了她的研究课题。她说:“在参与学校活动的过程中,我结交了一位来自安装过滤器的地方的笔友。因此,两年前,当我在寻找研究课题时,我在 Facebook 上又找到了她,同时提出了将砂滤器用于尾矿池的想法。”
未来在微生物学领域
在获得瑞典王储维多利亚公主殿下颁发的斯德哥尔摩青少年水奖后,Todesco 与来自世界各地的其他大奖入围者一起参观了赛莱默的产品创新实验室。她说:“赛莱默赞助这项大奖,实在太棒了。我和其他入围者都获益匪浅。能看到楼下的泵,真是不虚此行。”
Todesco 目前在阿尔伯塔大学攻读微生物学专业,并计划今后4年继续她的课题研究。不过,在那之前,她已入围2014年谷歌科学挑战赛 (Google Science Fair 2014) 全球决赛。
Todesco 表示:“我妈妈曾说,既然我在我的研究课题上花了这么多时间,不妨为它制作一个网站。对于谷歌科学挑战赛,你为自己的研究课题制作一个网站,那么全世界任何人都能参与进来。我已晋级我所在年龄组的世界30强,我原以为会止步于此,但是三周前,我进入了最大年龄组的世界5强名单。”
“两周时间里,我将飞往加利福尼亚,在谷歌公司与宇航员对话,看看我是否会赢。因此,下个月,我的生活会像公主和宇航员一样。在参加了8年的科学竞赛之后,通常我只会从卡尔加里获得一块小小的奖牌,然后一年的其余时间都会回家度过,但近来却成果多多。我的研究能够得到认同,真是太好了。”
更新:Hayley Todesco 在谷歌科学挑战赛 (Google Science Fair 2014) 年级组赛中获胜!