“微鼻”脫砷濾出純凈水

研究發(fā)現(xiàn)，人類的鼻毛可阻擋空氣中比較大的固體顆粒，而鼻液形成的特殊膜結(jié)構(gòu)可以吸附空氣中的微小顆粒、細(xì)菌和一些有害的化學(xué)物質(zhì)。從此角度而言，鼻子堪稱是一個(gè)完美的過濾器。

　　
　　近日，由留學(xué)美國(guó)夏威夷大學(xué)的中國(guó)科學(xué)家董良杰所領(lǐng)導(dǎo)的課題組成功地將鼻子的過濾原理應(yīng)用于解決飲用水砷及其他重金屬污染的世界難題，進(jìn)而發(fā)明了專利名為微鼻(MicroNose)的飲用水凈化技術(shù)。該大學(xué)宣稱，此技術(shù)可在15分鐘之內(nèi)去除99.9%%的砷，并同時(shí)有效去除水中的鎘、鉛、鎳、鉻等有害重金屬離子。

　　3月13日，這項(xiàng)由董良杰發(fā)明的“微鼻”技術(shù)被美國(guó)工程院“格雷杰挑戰(zhàn)賽”提名為“十五個(gè)最有潛力的除砷技術(shù)”之一。據(jù)介紹，“格雷杰挑戰(zhàn)賽”設(shè)立的初衷是為了向孟加拉、印度、尼泊爾等地下水砷污染嚴(yán)重的發(fā)展中國(guó)家設(shè)計(jì)出切實(shí)可行、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、可持續(xù)性強(qiáng)的消除水砷污染技術(shù)。最終評(píng)選結(jié)果將于明年2月揭曉。“微鼻”技術(shù)在這15個(gè)最終角逐者中非常具有競(jìng)爭(zhēng)力。

　　該技術(shù)所采用的原材料主要為黏土和鐵粉等價(jià)格低廉的常見材料。在物理反應(yīng)下，其可在一顆直徑僅為1毫米的陶瓷顆粒上制造出1000多個(gè)微小的“鼻子”。這些“微鼻”可使一顆小小的陶瓷顆粒起到對(duì)砷及其他重金屬進(jìn)行物理過濾、吸附和固定的作用。不難想像，一個(gè)裝有幾百萬顆這種陶瓷顆粒的容器將會(huì)是一個(gè)多么強(qiáng)大的過濾器！

　　傳統(tǒng)的砷過濾技術(shù)涉及到氧化、酸堿度調(diào)整、過濾、酸堿度再調(diào)整等一系列復(fù)雜的工藝過程。與之相比，“微鼻”一步到位的過濾作用大幅度簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，還為用戶節(jié)省了60%%多的成本。

　　在歷時(shí)兩年的研發(fā)中，董良杰先后嘗試使用納米鐵銹、鐵線、氧化鈦等多種方法消除飲用水砷污染，但沒有一項(xiàng)技術(shù)能像“微鼻”技術(shù)那樣同時(shí)滿足高效去除砷、安全處理固體廢物、低生產(chǎn)成本、水質(zhì)指標(biāo)不變、廣為大眾接受這5項(xiàng)審核指標(biāo)。

　　據(jù)董良杰介紹，砷普遍存在于自然界中，是一種毒性非常強(qiáng)的重金屬，其化合物之一的氧化砷就是古時(shí)候常用來當(dāng)作毒藥的砒霜。砷污染的形成主要是由于地質(zhì)成因和人為污染。孟加拉的地下水砷污染就是地質(zhì)成因造成的，由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)和生物地球化學(xué)的作用使得深層地下水中含有較高的砷；我國(guó)內(nèi)蒙古和新疆地區(qū)出現(xiàn)的砷污染也屬于這種情況。另外，隨著礦產(chǎn)開發(fā)的加劇，人為污染也成為主要的污染原因，在我國(guó)湖南、廣西、云南、貴州等地區(qū)就有相當(dāng)一部分由開發(fā)礦產(chǎn)資源而引發(fā)的砷污染事件。

　　據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）的研究，只要在水中出現(xiàn)少量的砷，就足以對(duì)人體的健康發(fā)生危害。長(zhǎng)期飲用含砷的水，可以導(dǎo)致皮膚癌、膀胱癌、高血壓、心腦血管病、神經(jīng)病變和糖尿病。WHO推薦的安全標(biāo)準(zhǔn)為10ppb。而飲用水砷污染，在世界范圍內(nèi)是一個(gè)嚴(yán)重的問題，全球有超過1億人在飲用砷含量超標(biāo)的飲用水。砷污染在孟加拉、西印度等地區(qū)引發(fā)了世界上著名飲用水危機(jī)。中國(guó)的新疆、內(nèi)蒙古、山西和臺(tái)灣都曾發(fā)現(xiàn)了嚴(yán)重的砷污染事件。根據(jù)WHO統(tǒng)計(jì)，中國(guó)包括臺(tái)灣在內(nèi)有近570萬人的健康受到飲用水砷污染地威脅。

　　但是，砷離子去除技術(shù)，不僅僅是一個(gè)科技難題，還涉及到環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)問題。WHO和其他國(guó)際組織，正在世界范圍內(nèi)尋求高效、操作容易而老百姓又買得起的技術(shù)。

　　此次，中國(guó)科學(xué)家董良杰帶領(lǐng)工業(yè)技術(shù)專家沃爾特.阿特金森博士、海洋地質(zhì)學(xué)家詹姆斯?柯文博士、地球物理學(xué)家明立忠博士、材料科學(xué)家帕維爾.齊寧博士、地下水水質(zhì)工程專家雷博士、技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)家梁品松博士、政策社會(huì)學(xué)家周曉博士等組成了一支協(xié)作高效的跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)，分別對(duì)“微鼻”技術(shù)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)優(yōu)化、深度原理機(jī)制和社會(huì)推廣等方面的研究。除此之外，這個(gè)團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃在近期內(nèi)到孟加拉和我國(guó)的內(nèi)蒙古進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和示范。并考慮在世界各地進(jìn)行商業(yè)研究，規(guī)劃該技術(shù)的工業(yè)生產(chǎn)。