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科技|全球两亿人饮用含砷水 如何使饮用水更健康?

发表时间:2018/7/12

砷在中国民间俗称“砒霜”, 被定为一种“已知的人类致癌物”,人体长期暴露于砷环境,可引起皮肤癌、肺癌、膀胱癌和肝癌等癌症。而最近的一项研究显示,全世界约有两亿人的饮用水砷含量超标,我国可能有近2000万人饮用有健康风险的含砷地下水。



随着诸如此类问题源源不断地出现,并且威胁着人类的生命健康。水是人类赖以生存的资源,我们必须寻找合适的水处理方法来解决水污染问题,保证人们所饮用的水都是健康的。

通常进行水处理的方式包括过滤法、吸附法、化学沉降法、膜分离法、吸附法、蒸馏法等。



纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的膜分离技术,纳滤膜的孔径大约在1nm,一般表面会带有电荷,对于二价、高价盐以及小分子具有良好的分离效果。在饮用水生产中,纳滤膜在有效去除浊度、硬度的同时,可以保留一部分人体所需的溶解盐,具有良好的应用前景。



目前,已有很多公司将纳滤膜工业化,但就复合纳滤膜而言,工业化的纳滤膜一般构型都是平板形,显然中空纤维纳滤膜具有更大的应用前景。中空纤维纳滤膜一般由中空层和支撑层构成,一般是在基础膜上通过界面聚合、涂覆、化学交联等制备具有不同用途的功能层。



近日,有研究团队提出了一种绿色二氧化硅基陶瓷中空纤维膜,该纤维膜采用农业上的废弃稻壳制成,具有较高的纯水通量,在水过滤领域存在巨大的应用前景。


二氧化硅基陶瓷中空纤维膜的净水机理


稻壳在600°C和1000°C的不同条件下燃烧,分别转化成了为无定形和晶态二氧化硅。然后采用相转化法和烧结法制备了二氧化硅基陶瓷中空纤维膜。研究证明,二氧化硅含量和烧结温度对膜结构、机械强度、表面粗糙度、孔径分布、孔隙率和纯水通量都有显著影响。


不同组分的二氧化硅基陶瓷中空纤维图像


这项研究工作不仅解决了废弃稻壳大量堆积的问题,还制备了可用于水过滤用的低成本绿色陶瓷中空纤维膜,这种性能优良的多孔陶瓷中空纤维膜不仅可用作膜载体,而且为海水淡化、饮用水的制备等提供了新的研究思路,威胁人类健康的饮用水含砷量超标问题也将有望解决。

(来源:纺织导报官微)