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( 2018-07-15 ) 稿件来源:新华每日电讯 科 技
 
  本报记者胡丹丹


  为了解决生活用水问题,孟加拉国政府20世纪70年代起在国际援助机构帮助下在全国各地打了数百万口深层管井,后来使用这些深层管井的居民逐渐出现多种健康问题。经专家调查发现,孟加拉国土壤深层自然形成的砷含量非常高,数千万民众因饮用受到砷污染的水遭遇健康威胁。世界卫生组织将孟加拉国的砷污染危机形容为“历史上一国人口遭遇到的最大群体中毒事件。”

  砷在中国民间俗称“砒霜”,是自然界中存在的有毒类金属元素。在某些特殊条件下含砷矿物发生溶解,导致地下饮用水的天然砷污染。被砷污染的水无色、无味、透明度不变,普通人难以察觉和发现。而长期饮用高砷含量地下水的居民容易罹患饮水型地方性砷中毒,简称地砷病。患者会在几个月乃至长达数年不等的时间里出现包括皮肤、胃肠道、心血管和神经等器官和系统病变,甚至引发癌症。

  世界卫生组织下属的国际癌症组织将无机砷列为人类第一类致癌物,美国联邦公共健康机构有毒物质和疾病登记局(ATSDR)一直将砷列为危害人体健康的“头号化学品毒物”。

  自1990年以来,各种报告继续披露包括中欧、南美、蒙古及美国的某些地区的地下水也受到了这种化学物质的污染。据估计,全世界约有1亿人的饮用水砷含量超标,受到地方性砷中毒的威胁。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。

  消除水中的砷污染面临诸多挑战,首先是砷会随氧化还原条件不同而变换形态,不少技术在实验室条件下能很好地处理水中的砷,而一到现场遇到不同地质条件和水质化学元素,就容易导致技术失效。其次,无机砷不像有机污染物,无法分解和消灭,处理后的砷容易产生二次污染。此外,天然地下水含砷的地区主要分布在自家打井抽水作为饮用水的农村等经济落后地区,如果新技术在使用和维护过程中太过复杂,或成本太高,就很难加以推广。

  难道人类在处理砷污染方面就束手无策了吗?

  7月4日,在北京举行的第七届“环境中的砷国际学术大会”上,一个中美联合研究团队带来了令人振奋的消息。由中国医科大学和美国夏威夷大学研究人员组成的团队展示了能将水砷浓度降至世界卫生组织设定的健康标准以下且不产生二次污染的除砷材料和设备。

  出席会议的中国医科大学公共环境与慢性疾病研究中心教授、中华医学会地方病学会前主任委员孙贵范教授在接受记者采访时说,经过长达12年的努力,团队研发出三种纳米微陶除砷产品,其中微陶颗粒过滤器和微陶滤纸在2017年和2018年分别获得美国国家卫生基金会(NSF)认证。微陶颗粒过滤器是该机构认证的首个饮用水除砷设备。

  纳米微陶材料除砷的原理是将砷先物理吸附在1到50纳米的介孔里,然后通过与针状纳米零价铁材料缓慢反应,将砷封闭固定在小孔内部。新材料在不使用电压和化学品的情况下高效过滤掉砷等重金属,操作简单,应用范围广且成本低廉。更重要的是,材料在吸附砷后无任何二次污染,即不会将吸附在材料内部的砷重新释放到外界环境中。

  材料发明者、夏威夷大学董良杰教授介绍说,此次NSF认证的技术和材料,在长达一年的周期内经过孙贵范团队在中国山西、内蒙古、甘肃、云南、湖南等地不同地质和含砷量水质污染区现场验证,均显示对水砷的去除能力达到90%以上,且不造成二次污染。与会专家们一致表示,除砷技术首先要立足于终端应用者,应用简便、经济且不造成二次污染是去砷技术能真正得到应用并可持续发展的关键所在。

  根据孙贵范教授主导的中国医科大学团队与瑞士联邦水产科技研究所合作开发的地下水污染物风险模型预测,中国近2000万人生活的地区砷浓度超过世界卫生组织制定的每升10微克标准阀值。

  中国政府在十一五和十二五期间投入巨大资金,通过寻找低砷水源,搞改水工程使砷中毒得到初步控制。但地下水砷污染全部靠改水解决尚有很多困难且造价昂贵,因此孙教授表示,研发出以家庭和社区为单位的净水除砷材料和装置是最终防控饮水型砷中毒的关键。

  中国地方病防治研究中心主任孙殿军对该技术和产品给予了高度评价,认为此技术“对消除重金属对我国饮用水的威胁是一个有力补充,对我国偏远地区、缺乏低砷水源的地区,不适合建集中供水的地区更是如此。它不仅除砷,也能除掉其他有害的重金属元素。”

 

中美团队新除砷技术挑战“头号化学品毒物”

( 2018-07-15 ) 稿件来源: 新华每日电讯科 技
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