本文由Woo-Jung Choi、Hyun-Jin Park、Yanjiang Cai和Scott X. Chang*共同撰写，发表于2021年6月29日的《Environmental Science & Technology》期刊上。文章题为“Environmental Risks in Atmospheric CO2 Removal Using Enhanced Rock Weathering Are Overlooked”，主要探讨了增强岩石风化（Enhanced Rock Weathering, ERW）作为一种新兴的碳封存（carbon sequestration）策略在应对气候变化中的潜力及其潜在的环境和健康风险。

研究背景与目的

增强岩石风化（ERW）是一种通过将粉碎的硅酸盐岩石、废弃水泥或工业矿渣应用于农田或林地，以促进岩石风化并吸收大气中的二氧化碳（CO2）的技术。这一过程通过无机碳（inorganic carbon）封存，能够将CO2转化为碳酸盐，从而减少大气中的CO2浓度。然而，尽管ERW在理论上具有巨大的碳封存潜力，但其潜在的环境和健康风险却被低估。本文旨在揭示这些被忽视的风险，并为政策制定者提供一种务实的ERW应用策略。

主要观点与论据

1. ERW的环境与健康风险
   ERW的环境和健康风险主要取决于所使用的粉碎材料及其应用地点。例如，硅酸盐岩石和工业矿渣可能含有较高水平的潜在有毒元素（Potentially Toxic Elements, PTEs）和放射性核素（如40K、226Ra和232Th），这些物质可能通过土壤和食物链对人类健康构成威胁。此外，氮肥的使用可能导致土壤酸化，进而削弱ERW的碳封存效果。因此，ERW的大规模应用可能会带来土壤和食物污染的风险。

2. 材料选择的重要性
   文章指出，不同材料的碳封存效率和环境风险存在显著差异。例如，铁基矿渣（ferrous slags）比非铁基矿渣（nonferrous slags）更适合用于ERW，因为前者富含钙（Ca），且金属污染风险较低。此外，水泥类材料（如水泥和砖块）由于PTEs和放射性核素含量较低，可能具有更高的碳封存潜力和更低的环境风险。

3. ERW的务实应用策略
   为了在最小化环境风险的同时实现高效的CO2去除，作者提出了以下策略：

   • 选择合适的土地类型：酸性土壤和退化土地（如污染和侵蚀土地）最适合应用ERW，以实现植被恢复和碳封存。
     
   • 选择合适的粉碎材料：优先考虑硅酸盐岩石、水泥类材料以及铁基矿渣，而非非铁基矿渣。
     
   • 评估CO2去除效果：在ERW大规模应用之前，应进行场地特异性研究，以评估其对土壤过程（如温室气体排放和碳酸盐形成）的影响。
     
   • 评估作物质量和产量：需要收集粉碎材料应用对作物质量和产量影响的数据。
     
   • 土壤质量和食品安全：应通过长期实验研究ERW释放的PTEs和放射性核素对土壤和食品安全的潜在风险。

研究意义与价值

本文强调了ERW作为一种碳封存技术的潜力，同时也指出了其潜在的环境和健康风险。通过提出务实的应用策略，本文为政策制定者提供了重要的参考，以确保ERW在应对气候变化的同时，不会对环境和人类健康造成负面影响。文章呼吁政策制定者支持相关研究，以进一步评估ERW的有效性和潜在风险。

研究亮点

1. 风险揭示：本文首次系统性地揭示了ERW在碳封存过程中可能带来的环境和健康风险，填补了现有研究的空白。
   
2. 务实策略：作者提出的务实应用策略为ERW的大规模推广提供了科学依据，具有重要的政策指导意义。
   
3. 材料选择的重要性：文章强调了材料选择在ERW中的关键作用，为未来研究提供了新的方向。

结论

增强岩石风化（ERW）作为一种新兴的碳封存技术，具有巨大的潜力，但其潜在的环境和健康风险不容忽视。本文通过揭示这些风险并提出务实的应用策略，为政策制定者和研究人员提供了重要的参考。未来的研究应进一步评估ERW的有效性和潜在风险，以确保其在应对气候变化的同时，能够保护环境和人类健康。