工業(yè)廢水和飲用水除砷技術(shù)取得重大突破

王卉

日前，美國國家衛(wèi)生基金會(huì)——國際認(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(huì)，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)和材料可將水砷濃度降低至美國環(huán)境保護(hù)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，使全球含砷飲用水及含砷工業(yè)廢水中徹底消除砷成為可能。

這是25年以來，第一個(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最好肯定，對于全球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(huì)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(píng)議、權(quán)威機(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)崿F(xiàn)產(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(huì)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表示。但對于砷中毒，當(dāng)前并沒有特效藥。

20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，引起全世界的驚駭。在印度、中國、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)是多年來全球科學(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。

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(huì)在飲用后短短幾個(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，損害人體多器官和系統(tǒng)。

國際癌癥組織（IARC）將無機(jī)砷列為人類第一類致癌物，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)品毒物的首位。

十年磨一劍

工業(yè)對含砷廢水的處理標(biāo)準(zhǔn)是每升不超過0.5毫克，美國環(huán)境保護(hù)署（EPA）和世界衛(wèi)生組織（WHO）設(shè)定公共飲用水的最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，董良杰攜帶專利回國，尋找合作者，衛(wèi)生部向他推薦了孫貴范，合作就此開始。

“我們倆的學(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。”孫貴范介紹說。2006年做到2015年，恰恰十年。經(jīng)無數(shù)次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)蒙古、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)場均獲得高效吸附不同價(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，還可高效吸附鉛、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，吸附砷更為徹底和有效。

飲用水安全行在路上

中國是全世界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。“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)非常高。

“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。

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。

一方面老百姓需要認(rèn)識(shí)到砷中毒對健康的危害，另一方面，孫殿軍也希望產(chǎn)品價(jià)格能便宜些，以便為老百姓所接受。

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)匯聚國家和國際納米科技的發(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)和材料的美的公司相關(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。

上海某公司項(xiàng)目經(jīng)理王健，剛從一知名國際大公司辭職投入凈水行業(yè)，“特別是有了孩子后，更有了使命感和責(zé)任感，希望為水環(huán)境的改善做點(diǎn)事情”。除了采納這一經(jīng)過NSF認(rèn)證的材料和技術(shù)，他也自信公司產(chǎn)品能配合飲水方式的新設(shè)計(jì)而獨(dú)樹一幟。