工業(yè)廢水和飲用水除砷技術取得重大突破

王卉

日前，美國國家衛(wèi)生基金會——國際認證機構（NSF International）在中美兩國三地同時召開新聞發(fā)布會，宣布對一項能有效消除飲水中砷污染裝置微鼻水過濾器的認證，這項技術和材料可將水砷濃度降低至美國環(huán)境保護署（EPA）和世界衛(wèi)生組織（WHO）設定的健康標準以下。

這一技術突破，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，第一個通過此項認證的技術和產品。

“這是對中國醫(yī)科大學和美國夏威夷大學合作歷時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，無疑是一個重大的好消息?！?中國醫(yī)科大學預防醫(yī)學研究所所長、環(huán)境與慢性病研究中心主任，聯(lián)合國兒基會砷中毒領域顧問孫貴范表示。

“NSF這種認證甚至可以說是很嚴酷?！蔽⒈菫V料的創(chuàng)始人、夏威夷大學教授董良杰介紹說，NSF認證歷時一年，在各地現(xiàn)場測試就耗時半年。不僅經過同行評議、權威機構認證，也是各地問題的現(xiàn)場解決，可重復，而且能夠實現(xiàn)產業(yè)化。

凸顯的公共衛(wèi)生問題

中國醫(yī)科大學教授鄭全美，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)調查時發(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出現(xiàn)初步病狀，但他們自己并不知情。

“這已經是癌癥癥狀了，嚴重的，整個內臟也該有癌變了?！敝钢l(fā)布會現(xiàn)場展示的一些嚴重砷中毒患者的圖片，哈爾濱醫(yī)科大學副校長、中國地方病防治研究中心主任孫殿軍表示。但對于砷中毒，當前并沒有特效藥。

20世紀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。當消息在美國《紐約時報》報道后，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，砷的深度處理技術和產品研發(fā)是多年來全球科學家研究的一項重點課題。

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合。在某些特殊地質、地貌、氣候和水文條件下，含砷礦物發(fā)生溶解，將砷元素釋放進入地下含水層，導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。依據水砷濃度的不同，人們會在飲用后短短幾個月乃至長達數年不等的時間里出現(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品毒物的首位。

十年磨一劍

工業(yè)對含砷廢水的處理標準是每升不超過0.5毫克，美國環(huán)境保護署（EPA）和世界衛(wèi)生組織（WHO）設定公共飲用水的最高砷允許濃度每升不超過0.01毫克。

在美國幾個大型課題的支持下，2006年，砷吸附技術和材料在夏威夷大學被董良杰團隊初步研發(fā)成功，當時主要針對美國工業(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。

“我們倆的學科交叉。董良杰團隊研發(fā)材料，在實驗室先測試，我的團隊拿著他們研發(fā)的材料到全國砷中毒現(xiàn)場的老百姓家去驗證?！睂O貴范介紹說。2006年做到2015年，恰恰十年。經無數次修改材料的配方和制備條件，終于獲得成功。

孫貴范團隊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》雜志就他在砷污染方面的研究曾發(fā)表封面文章。

此次NSF認證的這一技術和材料，經過孫貴范團隊在我國山西、內蒙古、甘肅、云南、湖南等多省區(qū)砷中毒病區(qū)和污染區(qū)現(xiàn)場驗證。

孫貴范發(fā)現(xiàn)，該材料克服了不同地質條件和不同水質化學元素組成的影響，在各種實際砷污染現(xiàn)場均獲得高效吸附不同價態(tài)砷的效果，且不造成二次污染。當應用于工業(yè)廢水處理時，該材料不但吸附砷，還可高效吸附鉛、汞、鎘等重金屬。

同時，該材料使用簡便、實用，不耗能、不用電，也不用壓力和化學的方式，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?！笆濉逼陂g，在砷中毒地區(qū)此類改水工程基本全覆蓋，造價非常高。

“此技術對消除重金屬對我國飲用水的影響是一個有力補充，尤其是對我國偏遠地區(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，應該推廣?！?孫殿軍說。

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

一方面老百姓需要認識到砷中毒對健康的危害，另一方面，孫殿軍也希望產品價格能便宜些，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城，這個匯聚國家和國際納米科技的發(fā)展基地完成了微鼻產品的商業(yè)化。同樣采用該技術和材料的美的公司相關產品也已經面市，此次NSF認證，就是采用了微陶公司和美的公司的相關過濾產品。

上海某公司項目經理王健，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，更有了使命感和責任感，希望為水環(huán)境的改善做點事情”。除了采納這一經過NSF認證的材料和技術，他也自信公司產品能配合飲水方式的新設計而獨樹一幟。