中国专家研发纳米微陶材料 杜绝砷二次污染

作者:毕业通查重     发表时间:2022-03-31 08:39:43   浏览次数:35



“全世界约有两亿人的饮用水砷含量超标,东南亚地区、拉丁美洲国家的砷污染很严重;最近的一项研究显示,我国可能有近2000万人饮用有健康风险的含砷地下水;此外,英美等发达国家也都曾发生过饮用水污染导致的砷中毒事件。”在7月3日于北京举行的“第七届环境砷国际学术大会”上,中国医科大学公共卫生学院预防医学研究所所长、环境与慢性疾病研究中心教授孙贵范对记者说。
据悉,世界卫生组织(WHO)和美国环境保护署(USEPA)将砷定为一种“已知的人类致癌物”,人体长期暴露于砷环境,可引起皮肤癌、肺癌、膀胱癌和肝癌等癌症。
如何除去饮用水里的砷,为受影响的两亿人提供洁净的饮用水,与会各国专家纷纷建言献策。
饮水除砷技术面临诸多挑战
据孙贵范介绍,消除水中的砷污染在技术上面临诸多挑战:首先,砷会随氧化还原条件不同而变换形态,导致常规过滤技术不能有效去除砷。不少技术在实验室条件下能很好地处理水中的砷,但一到现场遇到不同的水环境和竞争性粒子,就容易导致技术“熄火”。
其次,除砷技术和方法面临的最大问题是,处理后的砷容易产生二次污染。砷不像其他有机污染物,人类目前还无法分解和消灭它,多年来很多除砷的技术和方法没能解决这个问题。
此外,天然地下水含砷的地?^主要分布在以自家打井抽水作为饮用水的经济落后农村地区,如果新技术在使用和维护过程中太复杂,或成本太高,就很难推广应用。
吸附法优点多广受追捧
目前,与会人士归纳总结的净水除砷方法主要有5种,即混凝法、离子交换法、生物法、过滤法和吸附法。其中吸附法是应用最广泛、研究最多的一种饮用水除砷技术,该法是利用物理、化学、离子交换等机制,将水中溶解性的砷吸附,从而达到去除砷的目的。
来自墨西哥国立自治大学的茱莉塔?加西亚-奇里诺说:“吸附法去除水中的砷,因其效率高、可使用物质多、可规模化、低成本以及易操作等优点而广受追捧。”在墨西哥,她领导的团队借助铁渣吸附来去除水中的砷,取得了不错的效果。
但孙贵范指出,尽管各种除砷吸附材料不断被报道,除砷效率各有不同,但这种方法最大的问题是,砷被材料吸附后可能再次溶出,即二次污染问题。因此,目前研发吸附法的核心是,吸附效率要高且吸附的砷不能二次溶出。
新型纳米微陶材料杜绝二次污染
有鉴于此,孙贵范团队另辟蹊径,采用纳米微陶材料来去除水中的砷,不仅成本低廉、高效、易于操作,最重要的是,杜绝了砷的二次污染。
纳米微陶材料除砷的原理是:先将砷物理吸附在1纳米―50纳米的介孔里,然后与孔中形成的针状纳米材料缓慢反应,将砷封闭固定在小孔内部。这样,用过的材料就不再将砷释放到环境中,彻底杜绝二次污染。
据介绍,这种新材料制成的产品还可在不使用电源、化学品的情况下,通过重力自流过滤高效滤掉砷等重金属,具有操作简单、应用范围广和生产成本低廉等优点。目前,他们团队已经研发出3种产品,分别为纳米陶瓷颗粒、陶瓷滤纸和陶瓷粉末,其中陶瓷颗粒和陶瓷滤纸在2017年1月和2018年3月分别获得国际权威的“美国国家卫生基金会―国际认证机构”(NSFInternational)的认证。新产品不但可用于家庭和社区的砷污染饮用水处理,还能有效进行工业废水处理。
加强国际合作打赢攻坚战
尽管目前涌现出了不少除砷技术,但正如来自联合国儿童基金会的布鲁?艾沃努女士所说:“最重要的是让技术落地,让技术能够被当地人所用,才能更好地发挥技术的真正威力。”
而且,与会专家一致认同,砷污染及其健康危害已经是一个全球性的问题,需要全球性的解决方案,需要相关研究人员通力合作,制定相关标准和规则,才能真正打赢除砷这场攻坚战。
(本文转自《科技日报》)

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