工業(yè)廢水和飲用水除砷技術(shù)取得重大突破

日前，美國國家衛(wèi)生基金會-認(rèn)證機(jī)構(gòu)（NSF International）在中美兩國三地同時(shí)召開新聞發(fā)布會，宣布對一項(xiàng)能有效消除飲水中砷污染裝置微鼻水過濾器的認(rèn)證，這項(xiàng)技術(shù)和材料將水砷濃度降低至美國環(huán)保署（EPA）和世界衛(wèi)生組織（WHO）設(shè)定的健康標(biāo)準(zhǔn)以下。

這一技術(shù)突破，使含砷飲用水及含砷工業(yè)廢水中*消除砷成為可能。

這是25年以來，*個(gè)通過此項(xiàng)認(rèn)證的技術(shù)和產(chǎn)品。

“這是對中國醫(yī)科大學(xué)和美國夏威夷大學(xué)合作歷時(shí)十多年的研究成果的肯定，對于超過兩億還在飲用高砷水的人們來說，無疑是一個(gè)重大的好消息。” 中國醫(yī)科大學(xué)預(yù)防醫(yī)學(xué)研究所所長、環(huán)境與慢性病研究中心主任，聯(lián)合國兒基會砷中毒領(lǐng)域顧問孫貴范表示。

“NSF這種認(rèn)證甚至可以說是很嚴(yán)酷。”微鼻濾料的創(chuàng)始人、夏威夷大學(xué)教授董良杰對《中國科學(xué)報(bào)》記者介紹說，NSF認(rèn)證歷時(shí)一年，在各地現(xiàn)場測試就耗時(shí)半年。不僅經(jīng)過同行評議、機(jī)構(gòu)認(rèn)證，也是各地問題的現(xiàn)場解決，可重復(fù)，而且能夠?qū)嵉禺a(chǎn)業(yè)化。

凸顯的公共衛(wèi)生問題

中國醫(yī)科大學(xué)教授鄭全美，這些年專注于地方性砷、氟中毒的發(fā)病及臨床防治工作，她在一些砷中毒病區(qū)調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于長期飲用砷含量較高的地下水，一些村民的身體已經(jīng)出現(xiàn)初步病狀，但他們自己并不知情。

“這已經(jīng)是癌癥癥狀了，嚴(yán)重的，整個(gè)內(nèi)臟也該有癌變了。”指著發(fā)布會現(xiàn)場展示的一些嚴(yán)重砷中毒患者的圖片，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)副校長、中國地方病防治研究中心主任孫殿軍對《中國科學(xué)報(bào)》記者表示。但對于砷中毒，當(dāng)前并沒有藥，他告訴記者。

上世紀(jì)90年代，孟加拉國爆發(fā)全國性因飲用地下水造成的慢性砷中毒。當(dāng)消息在美國《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道后，引起*的驚駭。在印度、我國大陸和中國臺灣、智利和其他國家也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)砷中毒病區(qū)和污染區(qū)。

此后，砷的深度處理技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)是多年來科學(xué)家研究的一項(xiàng)重點(diǎn)課題。

砷是自然界中廣泛存在的類金屬元素，主要與含硫的巖石和礦物結(jié)合。在某些特殊地質(zhì)、地貌、氣候和水文條件下，含砷礦物發(fā)生溶解，將砷元素釋放進(jìn)入地下含水層，導(dǎo)致地下飲用水的天然砷污染。

工業(yè)生產(chǎn)尤其是有色金屬礦山開采和冶煉造成的砷污染是人體暴露砷的另一主要途徑。

孫貴范介紹，幾乎所有砷污染均來源于打井抽取地下水作為飲用水而發(fā)生。依據(jù)水砷濃度的不同，人們會在暴露短短幾個(gè)月乃至長達(dá)數(shù)年不等的時(shí)間里出現(xiàn)明顯中毒癥狀。損害可累及多器官和系統(tǒng)。

癌癥組織（IARC）將無機(jī)砷列為人類*類致癌物，美國毒物和疾病登記署（ATSDR）一直將砷列為危害人體健康的化學(xué)品毒物的*。

十年磨一劍

工業(yè)對含砷廢水的處理標(biāo)準(zhǔn)是不超過0.5毫克/升，美國環(huán)境保護(hù)署（EPA）和世界衛(wèi)生組織（WHO）設(shè)定公共飲用水的zui高砷允許濃度每升不超過0.01毫克。

在美國幾個(gè)大型課題的支持下，2006年，砷吸附技術(shù)和材料在夏威夷大學(xué)被董良杰團(tuán)隊(duì)初步研發(fā)成功，當(dāng)時(shí)主要針對美國工業(yè)的砷排放。

中國有那么多砷污染地區(qū)，能否把材料進(jìn)一步研發(fā)，用到天然地下水砷污染造成的飲用水的除砷，而不只是針對工業(yè)。2006年，董良杰攜帶回國，尋找合作者，衛(wèi)生部向他推薦了孫貴范，合作就此開始。

“我們倆是學(xué)科交叉。董良杰團(tuán)隊(duì)研發(fā)材料，在實(shí)驗(yàn)室先測試，我的團(tuán)隊(duì)拿著他們研發(fā)的材料到全國砷中毒現(xiàn)場的老百姓家去驗(yàn)證。”孫貴范對《中國科學(xué)報(bào)》記者介紹說。2006年做到2015年，恰恰十年。經(jīng)無數(shù)次反復(fù)修改材料的配方和制備條件，終于獲得成功。

孫貴范團(tuán)隊(duì)研究全國砷中毒問題近20年，有全國50萬口井水的檢測資料，2013年美國《科學(xué)》雜志就他在砷污染方面的研究曾發(fā)表封面文章。

此次NSF認(rèn)證的這一技術(shù)和材料，經(jīng)過孫貴范團(tuán)隊(duì)在我國山西、內(nèi)蒙、甘肅、云南、湖南等多省區(qū)砷中毒病區(qū)和污染區(qū)現(xiàn)場驗(yàn)證。

孫貴范發(fā)現(xiàn)，該材料克服了不同地質(zhì)條件和不同水質(zhì)化學(xué)元素組成的影響，在各種實(shí)際砷污染現(xiàn)場均獲得吸附不同價(jià)態(tài)砷的效果，且不造成二次污染。當(dāng)應(yīng)用于工業(yè)廢水處理時(shí)，該材料不但吸附砷，還可吸附鉛、汞、鎘等重金屬。

同時(shí)該材料使用簡便、實(shí)用，不耗能、不用電，也不用壓力和化學(xué)的方式。更為*和有效。

飲用水安全行在路上

中國是*關(guān)于地方病砷中毒的一個(gè)比較大的病區(qū)，孫殿軍介紹，這些年中國政府對此問題很重視，主要措施是尋找低砷水源，搞改水工程，在“十二五”期間在砷中毒地區(qū)此類改水工程基本全覆蓋，造價(jià)非常大。

“此技術(shù)對消除重金屬對我國飲用水的影響是一個(gè)有力補(bǔ)充，尤其是對我國偏遠(yuǎn)地區(qū)，缺乏低砷水源的地區(qū)，不適合建集中供水的地區(qū)。它不僅除砷，也有其他作用，應(yīng)該推廣。” 孫殿軍說。

pH做為zui基本的污水指標(biāo)，勢必成為供求的熱點(diǎn)，這對廣大的E-1312 pH電極制造商，比如美國BroadleyJames來說是個(gè)重大利好。美國BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極制造商，必將為中國的環(huán)保事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級環(huán)保污水監(jiān)測以及污水處理過程。

NSF主任Rick Andrew提醒，如果消費(fèi)者使用井水，在一個(gè)有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室檢測水中砷濃度是非常重要的。在所在省市縣的環(huán)境質(zhì)量部門或供水系統(tǒng)的市政部門有具有檢測資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室名單。

一方面地方老百姓需要認(rèn)識到砷中毒的健康危害，另一方面，孫殿軍也希望產(chǎn)品價(jià)格能便宜些，以更為老百姓所接受。

微陶重金屬過濾科技有限公司在中國蘇州納米科學(xué)城，這個(gè)匯聚國家和納米科技的發(fā)展基地完成了微鼻產(chǎn)品的商業(yè)化。同樣采用該技術(shù)和材料的美的相關(guān)產(chǎn)品也已經(jīng)面市，此次NSF認(rèn)證，就是采用了微陶公司和美的公司的相關(guān)過濾產(chǎn)品。