科学家如何反击占领城市下水道的“脂肪山”？BBC

发出恶臭的油脂与杂物凝结，在全球下水道内以惊人规模形成堵塞。各地城市正部署新技术，以对抗这种现代公害。

在伦敦白教堂路人车熙来攘往的地面下，一个令人骇然的东西正在形成。它重逾130吨——相当于11辆著名的红色双层巴士——并释放有毒气体。

这个地下怪物在繁忙街道下方的维多利亚时代污水管内悄然增长，直到工人在例行检查中碰到其坚硬外层。如今，一支手持鹤嘴锄与高压水枪、全身穿着防护装备的队伍，正准备对付这团腐臭之物。

他们的对手，是由脂肪、油、润滑脂、湿纸巾、卫生用品与安全套组成、令人作呕的混合物，称为“脂肪山”（fatberg）。

负责英格兰东南部污水系统的南方水务公司处理改善主管理查德·马丁（Richard Martin）表示，这种不洁混合物实际上是一种会硬化如混凝土的“神奇组合”。

这些肮脏的堵塞物威胁全球城市。

它们由住户及商户冲入排水系统的物料形成，堵塞污水管道，导致水浸及污水外溢至附近河流。若未能及时清除最严重的脂肪山，污水可能倒灌至房子内或街道外。这些堵塞物可迅速且难以预测地形成。

负责伦敦污水系统的泰晤士水务公司，在2017年需时九周才将白教堂地下的凝固块挖出。然而到了2025年底，污水工人发现它再度出现，并重新增长至超过100吨。

英国水务公司每年需处理估计30万宗由凝固脂肪、油及油脂形成的堵塞物。纽约市约有40%的污水倒灌由油脂引起，每年需花费约1,880万美元（约1,380万英镑）清除街道下的堵塞。

规模可与白教堂脂肪山匹敌的巨型堵塞物亦频繁出现。在美国底特律与巴尔的摩、英国利物浦及牛津，以及澳洲墨尔本与悉尼的市郊，均曾发现潜伏的巨型脂肪山。

挑战在于于这些油脂堵塞膨胀至巨大规模前加以侦测。

这些堵塞隐藏于阴暗的污水系统深处，在视线之外生成——源自人们冲走后往往不愿再想起的物料。

如今，水务机构正引入新技术，协助其在地下对抗脂肪山，利用人工智能识别油脂积聚的迹象，以便及早采取行动。

在英国，南方水务公司已在污水系统中部署约3.4万个感测器。这些感测器安装于渠盖上，利用雷达发出讯号。讯号会被下方下水道中的水反射回来，从而侦测污水水位。

相关数据会输入机器学习演算法（即人工智能），并结合降雨及天气资料，估算每日应有的正常水位范围。

马丁表示：“一旦数值超出该范围，我们便会作出应对。”

图像来源，GETTY IMAGES

图像加注文字，居民和商户将油脂冲入下水道，这是伦敦老化的下水道系统长期存在的问题。

过去，水务公司主要依赖市民通报或例行检查，才发现脂肪山的存在。

透过人工智能预警，更容易在堵塞物尚未增长及硬化前加以清除，让公司有更充裕时间应对，亦可减少污水渗入环境。

另一好处是尽量减少工人进入恶劣的地下环境。

马丁表示：“那并不是一个令人愉快的地方。”工人需佩戴呼吸设备，以应对高浓度硫化氢（带有腐臭鸡蛋气味的有毒气体）、甲烷及二氧化碳，亦面临病毒、细菌及寄生虫的风险。

南方水务今年至今已利用人工智能清除700宗堵塞。去年总数为3,500至4,000宗。

马丁表示：“其中许多情况可能已导致室内水浸、外部水浸或污染。”即便如此，该公司在2025年仍录得逾15,500宗污水外泄事件，原因是管道堵塞或超负荷，不过已较2024年减少47%。

脂肪山形态各异、大小不一。

伯明翰一个重达300吨的巨型堵塞物于2021年被清除，其高度不足0.9米（3英尺），但延伸长达1公里（0.6英里）。

2017年在白教堂发现的脂肪山，则高逾1.8米（6英尺），延伸达250米（820英尺）。其气味则如腐烂肉类混合恶臭厕所的味道。

最近，悉尼一个庞大的脂肪山被发现排出恶臭的“粪球”，冲上澳洲新南威尔士州沿岸的海滩。

出人意料的是，部分脂肪山已成为另类“景点”。

白教堂脂肪山的碎块曾于伦敦一间博物馆展出，亦吸引科学家研究。

咖啡店“芝士”

在其办公桌后方架上的一支大型试管中，拉斐拉·维拉（Raffaella Villa）取出一块她作为纪念收藏的白教堂脂肪山样本。

这位英国兰卡斯特大学工程学院院长曾为伦敦博物馆分析该脂肪山。

她将已干燥的白色物质在手指间捏碎。

“它相当坚硬，质感有点像肥皂，带有蜡质。”她放下样本后拿起消毒液说：“让我清洁一下双手。”

图像来源，GETTY IMAGES

图像加注文字，2017年白教堂脂肪山的一部分，现于伦敦博物馆展出，揭示这种硬化油脂的顽强生命力。

维拉表示，脂肪山形成的精确化学过程仍需更深入研究。

除脂肪、润滑脂及油外，她怀疑牛奶亦可能在促进这种令人不快的混合物凝结中发挥作用。

“我在咖啡店等候卡布奇诺时，看见咖啡师将大量牛奶倒入排水口，”她说。“旁边有洗碗机排出高温且高pH值的水——这正是制作芝士的条件。若这情况在下水道中出现，可能会促成脂肪山形成。”她指出，芝士初期柔软，其后会逐渐变硬，“脂肪山亦非常相似。”

目前已知，烤肉小巷是外卖店的聚集地，那里经常有滚烫的油桶被不恰当地倒入下水道，因此也是油脂块的重灾区。

维拉怀疑，咖啡店或亦可能为流经地下的有害混合物加入新的成分。

透过人工智能分析，或可更深入了解脂肪山的成因。

维拉已申请资助，计划采集污水样本并利用机器学习，协助水务公司优先处理最“成熟”、最坚硬及最难清除的脂肪山。

自动化机器人群亦可能有助控制脂肪山问题。

英国及美国的城市长期以来已派出配备摄影机的简单机器人进入下水道，拍摄影像以识别初期脂肪山堆积等异常迹象。这些机器人通常由遥距操作员手动控制。

图像来源，THAMES WATER

图像加注文字，油脂、脂肪和油污与湿纸巾和其他最终流入下水道的杂物混合后，会硬化形成类似混凝土的物质。

近年亦有趋势为这些机器人配备更多感测器及处理堵塞的能力，减少需身穿防护装备的人员下井作业。

未来，这些系统或可实现全自动运作，构成一个隐密运作的自我维持式清理系统。

下水道机器人

一项耗资800万欧元（700万英镑／900万美元）的欧盟资助项目，正集合多所大学及企业开发相关技术。

塔林大学正在研制的机器人原型被命名为“缓步动物”（tardigrade），名称取自以生命力极强闻名的八足微型水生无脊椎动物。

英国谢菲尔德大学讯号处理与控制教授米哈伊洛娃（Lyudmila Mihaylova）表示：“这种机器人凭藉其感测能力，可在污水网络内进行自我定位。它能检查并侦测堵塞情况，并计划配备机械臂以抓取及清除堵塞物。”

该机器人配备光学摄影机、声学感测器、光学雷达（LiDAR）及惯性测量单元，用以追踪复杂多变的污水环境。

米哈伊洛娃表示：“我们正开发机器学习演算法，使机器人具备在这些复杂环境中运作的能力。”

图像来源，PIPEON PROJECT

图像加注文字，机器人配备了一系列感测器，可以检测到脂肪阻塞的早期迹象，甚至可能自主清除它们。