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冠亚小1.98:中国专家研发纳米微陶材料杜绝砷二次污染

来源:科技日报 作者:刘霞 2018-07-05 11:21:54

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以“破冰行动”的方式,让学生在体验团队协作的基础上,敢于开口表达。事实上父母应更加清楚自己的定位,怎样培养好一个孩子,为之付出时间、实践,而不是单纯的跟风。

这张2016年的资料图片显示,一名孟加拉国男孩正从管井中抽取被砷污染的水。
图片来源:sos-arsenic.net

  “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科技日报记者说。

  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区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”(NSF International)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。

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