清除染料廢水中有毒物的新方法

文/王梅

如何清除紡織染水中的有害物一直是全世界紡織服裝業(yè)的一個老大難問題。美國得州理工大學(xué)（Texas Tech University）拉姆庫馬爾實驗室(Ramkumar’s)研發(fā)出一種去除紡織染水中的有害污染物的新方法。該實驗室發(fā)現(xiàn)此法比傳統(tǒng)方法更安全，更易清除也更便宜。這就是為什么它一推出就立即獲得市場青睞的原因。

從醫(yī)療保健到液壓破碎法，凈化廢水的工藝在許多領(lǐng)域都至關(guān)重要。該研究結(jié)果發(fā)表在美國在線期刊《粒子與粒子系統(tǒng)特性》近期封面文章中。

織物染色的最后階段是洗滌，以便固色并去除其他雜色。但問題出在染色后，剩余的染色廢水會排放出去。據(jù)估計，僅美國每年就要排放多達(dá)20萬噸的被染料污染的水。傳統(tǒng)的廢水處理工藝效率低下且不環(huán)保，加上染色廢水帶有耐溫性和耐潔性，由此大多數(shù)未處理的有害染色廢水未經(jīng)處理就排入環(huán)境。

得州理工大學(xué)環(huán)境毒理學(xué)教授拉姆庫馬（Seshadri Ramkumar）和博士生羅麗華（Lihua Lou）與化學(xué)工程和機械工程學(xué)系的研究人員合作，發(fā)現(xiàn)了一種能降解染色水的新方法，即通過特殊的納米纖維網(wǎng)過濾被染料污染的水，并將其暴露在可見光下，稱之為“光降解”法。他們表示，利用可見光的確是個好方法，可見光是綠色能源，還可再生。此外，使用可見光進行光降解對環(huán)境無害，且成本效益高，易于操作。此法讓所有工業(yè)領(lǐng)域的除色成本更低廉。

早在20年前，拉姆庫馬就創(chuàng)建了自己的實驗室，專門針對無紡與高級材料的染色處理，如今專事于研究技術(shù)紡織品。該實驗室已研究納米纖維和高級纖維材料20年有余。它的早期成就包括研發(fā)出一種無紡去油污抹布（FiberTect），可清洗含劇毒化學(xué)品。最近的項目還包括開發(fā)環(huán)保型吸油濕巾，以及在納米纖維中加入天然殺菌劑，他們也研發(fā)出可用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域傷口愈合的材料。

他們將納米顆粒加入聚合物溶液中，然后電紡成納米纖維。當(dāng)用復(fù)合納米顆粒/納米纖維網(wǎng)過濾含有一種叫作羅丹明B（RhB）的紅色染液中時，染液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。研究人員發(fā)現(xiàn)，80%的RhB會在6小時內(nèi)降解，其余20%則降解緩慢，49天后RhB完全消失。該研究的重點是如何去除染色廢水中的有毒物，因為這對紡織業(yè)而言一直是個瓶頸。

由于染料和色素不易生物降解，去除有色化合物則成為污水處理廠面臨的最艱巨任務(wù)之一。同時，這也是最關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，若這一關(guān)處理不好，那么染料就可能對人類生態(tài)系統(tǒng)繼續(xù)構(gòu)成威脅。專家解釋稱，有些化工染料具有高度的誘變性和毒性。RhB就是一種高水溶性化合物，廣泛應(yīng)用于紡織染色加工。含有RhB的廢水可能刺激人類和動物的皮膚、眼睛和呼吸道。因此這類物質(zhì)直接威脅人類的健康，如神經(jīng)毒性、致癌性、生殖毒性及發(fā)育毒性均對人類健康造成威脅。而利用納米纖維網(wǎng)過濾后再加光降解，殘余的復(fù)合物很容易從水中去除，而不會留下太多有害殘留物。

基于降解RhB的成功，他們下一步將采用同樣的方法應(yīng)用于其他類型的合成和天然染料，包括甲基橙、亞甲基藍(lán)和活性藍(lán)19。納米顆粒/納米纖維網(wǎng)除了在使用可見光去除染料獲得成功外，它還不會產(chǎn)生二次污染，這也是一項成功。總歸一點，該研究涉及多種專業(yè)，可有效解決全球紡織業(yè)中的老大難問題。

該項目研究得到得州理工大學(xué)研究生院和美國紡織化學(xué)家和染料師協(xié)會的共同支持。采用特制納米纖維網(wǎng)，讓陽光安全地降解廢水中的有害物，可行且綠色環(huán)保，價格也便宜，因此它當(dāng)屬今天最有前途最可節(jié)能減排的新工藝，值得世界上所有紡織服裝業(yè)借鑒。