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清华大学研发出核孔膜开水过滤技术,用科技把关饮水安全

时间:2016-08-02 09:14

来源:中国环境报

作者:李军

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水乃生命之源。饮水安全关系到居民的身体健康。很多营养专家推荐饮用白开水,认为白开水是最健康的饮用水。然而,烧开的自来水水垢中也可能含有有害物质,如混杂着重金属、细菌尸体等。如何才能喝到安全健康的白开水?清华大学核能与新能源技术研究院的一项全新技术成果——核孔开水过滤技术,为这一问题的解决带来了希望。

那么,什么是核孔膜技术?它是如何净化水质的?记者进行了采访。

水垢是混在水中的重金属、钙盐、灰尘、病菌、虫卵尸体等的沉积物,要尽可能地把它们去除掉

随着人们对生活品质越来越重视,饮水的纯净度和有益矿物质含量成为更高追求,净水设备成为家电新宠。然而,干净不等于健康,高昂的净水器和频繁的滤芯更换无疑加大了饮水的成本,却未必能得到健康饮水。

很多营养专家推荐饮用白开水,居民使用的自来水都是经过国家三级检验,经过每天、每小时抽样检测,是符合国家生活饮用水标准的安全水。此外,水烧开后,清洁无菌,煮沸后,水质和水硬度得到改善,并保存了适量矿物质。

清华大学核能与新能源技术研究院高级工程师王玉兰表示,根据研究发现,新鲜白开水冷却至20℃~25℃,化学结构会发生变化,变成小分子水,很容易通过细胞膜进入细胞内。另外,水烧开后,一些有机污染物,如氯气,大部分容易挥发掉。水烧开后,还能够使硬度过高的水得到改善。实验表明,硬度可以从300多降到200多。

不过,专家解析,自来水经过管道运输、二次水箱加压供水等过程,确实会产生二次污染的风险,影响水质。白开水虽然对水进行了高温杀菌消毒,但也会增加大量的水垢。看得见的水垢主要是钙、镁等,对人体其实没有太大危害。人们需要提防的是那些混迹于水垢中看不见的污垢。

王玉兰告诉记者,水垢是混在水中的重金属、钙盐、灰尘、病菌、虫卵尸体等的沉积物。他们曾做过实验,利用核孔膜过滤30升开水,其中水垢中砷含量达到了10.8微克、镉是31.2微克;铅含量很高,达到270微克。

“如果水中的水垢不加过滤,喝半个月的水,身体里累积的重金属量就是这么多。”王玉兰说,后来他们又请了北京市理化分析中心做了检测,几次实验都检测到了重金属。

水烧开最大的好处之一,就是杀死水里可能存在的细菌,那么,开水中还存在细菌的危害吗?

王玉兰表示,水中的细菌主要有沙门氏菌、痢疾志贺菌、大肠杆菌、霍乱弧菌、B型炭疽菌、耐氯性军团菌等。细菌虽然在烧水的过程灭活了,但在死亡的过程中会释放细菌内毒素,这些内毒素一旦进入人体,会造成一定伤害。

据她介绍,细菌内毒素是革兰氏阴性菌的细胞壁产物。细菌在生活状态时不释放出来,只有当细菌死亡自溶或黏附在其他细胞时,才表现其毒性,主要表现为致热性、致死性毒性、白细胞减少、降低血压、激活凝血系统、诱导对内毒素的耐受性、诱导抗感染的特异性抵抗力、肿瘤细胞坏死作用等。所以细菌内毒素一定是对人体健康不好的,应该把它去除掉。

世界卫生组织给出的健康饮用水的标准,就包括不含任何对人体有毒有害的物质,如重金属、杂质和细菌(致病菌)、放射性物质及荧光物质等,应控制在国家规定的指标范围内。

“我个人的观点是,对人体完全没必要的物质越少越好,尽可能地把它们去除掉。”王玉兰说。

核孔膜“选择性过滤”能有效去除有毒有害物质,并保留开水中对人体有益的微量元素

“不安净水器有水垢,甚至有许多有害物质,安装了净水器连水中的有益元素都净化掉了,想要喝口干净健康的水怎么这么难?”如今,很多人都被这样的问题困扰。

随着健康饮水日益受到重视,相关机构也加大技术研究投入解决这一问题,其中净水器成为颇受民众推崇的饮水净化方式。然而,净水器虽然一定程度上解决了饮水安全问题,但由于某些净化方式太过极端,在去除有毒有害物质的同时,水中含有的对人体有益的微量元素也同样被过滤掉。

武警河南总队医院主任医师王自勤就表示,纯净水不宜长期饮用,因为这些水中缺乏人体必需的许多矿物质和微量元素,尤其是孕妇、老人与小孩等对微量元素需求比较高的人,长期饮用纯净水会有害健康。

一项最新研究成果为解决健康饮水问题带来了希望。王玉兰带领的研发团队经过对传统核孔膜技术的改良,研发出可以直接用于开水过滤的全新核孔膜过滤滤芯。

据王玉兰介绍,经过多次实验证明,用一定参数核孔膜过滤煮沸后的水,过滤后的水总硬度、氟化物及总有机碳TOC指标明显下降;截留在膜表面的滤饼中含有对人体危害显著的重金属,如几次都检测到的铝、铅、钡、锰、汞、镉、铬等;过滤后水中仍含有对人体有益的微量元素,且比例未见明显变化。

核孔膜过滤实验数据显示,经过过滤30升烧开的北京某地区地下饮用水,滤芯得到水垢3.0克。水垢中含有对人体有害的铅0.27毫克、银0.7微克、砷10.8微克、镉31.2微克、镍0.12毫克、锰40.8微克及铬、铝等元素。过滤后的水中不仅去除了有害重金属元素,对人体有益的微量元素的比例较过滤前未见明显变化,得到最大程度保留,非常适宜饮用。

王玉兰表示,核孔膜技术将以全新的净水方式为净水行业带来新的机遇。根据人体所需,对煮沸的自来水直接进行“选择性过滤”,无需其他高昂的净水设备,从而使饮用水不仅干净,而且更加健康,在民众使用成本上也更加实惠。

据介绍,目前这项技术已经与国内企业进行产品合作,开发各种形式的便携式净水杯具,让公众可以随时随地喝到既干净又健康的水。

■ 对话专家:核孔膜为何能过滤有害物质?

核孔膜的开发研究是以膜分离应用为目的最早发展起来的。由于核孔膜的滤孔孔径均一,而且滤膜本身是电介质薄膜,不存在滤膜本身对滤液的污染,是精密过滤和筛分粒子的理想工具。那么,核孔膜技术有哪些民用前景?相对其他过滤材料,它有哪些优势?

编辑:叶馨

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全部评论

  • E20网友 2018-04-23 16:57

    什么时候能让人们群众喝到直饮水?

    1 回复0
网友评论 7人参与 | 1条评论

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