宝马娱乐平台:饮用水除砷技术和材料取得重大突破

摘要:
 68岁的四川省阿坝藏族羌族自治州的牧民更登甲是一名大骨节病患者,长年忍受着病痛折磨。在当地,还有很多与像更登甲一样的大骨节病患者,大骨节病是一种典型的地方病,一般认为是与饮用水中富含较多腐蚀酸有关。  中国是地方病流行较为严重的国家,地方病分布广,病中国60%地下水污染严重农村直接受害
 68岁的四川省阿坝藏族羌族自治州的牧民更登甲是一名大骨节病患者,长年忍受着病痛折磨。在当地,还有很多与像更登甲一样的大骨节病患者,大骨节病是一种典型的地方病,一般认为是与饮用水中富含较多腐蚀酸有关。  中国是地方病流行较为严重的国家,地方病分布广,病种多,主要有地方性砷中毒、地方性氟中毒、克山病、大骨节病以及地方性甲状腺肿等,这些病在“老少边贫”地区以及部分农村地区尤其普遍。  据《全国重点地方病防治规划(2004~2010年)》显示,截至2003年底,全国有氟斑牙患者3877万人,氟骨症患者284万人,地方性砷中毒患者9686人,大骨节病患者81人,潜在型克山病患者2.99万人,慢型克山病患者1.09万人。地方病与环境地质因素密切相关,尤其是地下水,如高氟、砷水是地氟、地砷病最主要、最直接的致病原因。  2008年,“阿坝州扶贫开发和综合防治大骨节病试点”启动后,像更登甲这类的患者享受到了免费治疗。中央每年都会支付大量的资金对地方病进行防治,并在各地疾控中心成立地方病的防治科,地方病的防治在近几十年得到明显改善。  要根治地方病,就必须治地下水,但随着中国地下水面临越来越多的地表污染的威胁——“这是一种更大范围的污染,影响的人群更广泛,更难治理。”
公众环境研究中心主任马军说。  60%地下水污染严重  2009年由中国国家自然科学基金委和国土资源部下属的中国地质调查局联合资助的《中国地下水科学的机遇与挑战》一书介绍,在过去几十年内,为满足不断增加的用水需求,中国的地下水开采量以每年25亿立方米的速度递增。  今年7月,北京举办的2010国际地下水论坛上,与会专家发出警告:一些地区地下水储存量正以惊人的速度减少,另外,许多地区地下水还遭到严重污染。与会的美国俄亥俄州立大学水文学者弗兰克施瓦茨说:“水危机并不只在中国存在,但中国比世界上其他任何地方的问题都更为严峻。”  由于地下水占到全国水资源总量的1/3。全国有近70%的人口饮用地下水,因此地下水也是重要的饮用水水源。但水体污染正加剧中国的地下水危机,中国地质调查局的相关专家在国际地下水论坛发言中提到,全国有90%的地下水都遭受了不同程度的污染,其中60%污染严重。  马军说,目前最容易受到污染的是浅层的地下水,由于地表水的污染比较普遍,自然造成浅层地下水污染也比较普通。
“在北方,地下水的超采比较严重,造成大面积地下水的漏掉。由于地下水比周边地区明显低,形成漏斗区,在压力作用下,周边的地表水进入这块区域,这使得地下水更容易受到污染。”  马军对于一些企业排污感到担忧,他指出一些企业往往采取渗排的办法,“加上北方很多地方是沙土,形成渗漏,还有些企业直接将污水打到地下去,这些对地下水的污染非常严重”。  农村受害最直接  除了其他污染源,化肥、农药的大量使用污染了农村的地下水源,更由于村民大多是用手压井直接抽取浅层的地下水,农村因此往往成为地下水污染最直接的受害者。  十几年来一直致力于揭露和防治淮河流域水污染的民间环保人士霍岱珊说,由于淮河出现各种化学和重金属的污染,淮河两岸不仅出现癌症的高发村,当地村民不孕不育的现象增多,而且后代还有不少畸形儿。这些多是金属和持久性化学物的污染所致,“现在污染关乎的已不是我们下一代人强壮不强壮的问题,而是能不能保住下一代的问题。”  绿色和平组织在今年3月份对湖南重金属企业污水排放的调查发现,当地毫无顾虑的污水排放触目惊心。如今,这些重金属如铅、镉、锰、砷和氟化物等污染物一旦排放到环境中,不仅污染当地村庄,而且有可能通过食物链进入人们的餐桌。  最近,这个组织公布的报告《“毒”隐于江——长江鱼体内有毒有害物质调查》显示,在取自长江上、中、下游不同城市的鲤鱼和鲶鱼体内,均测出了被称为“环境激素”的壬基酚和辛基酚。这两种物质可导致雌性性早熟等性发育和生殖系统问题,部分鱼体内还检测出了汞、铅和镉等重金属。  64%城市地下水严重污染  “水源不足、水源污染是中国城市饮用水水源面临的最直接问题。相比水源不足的问题,近年来,饮用水水源污染显得更加突出。”中国人民大学环境学院院长马中教授介绍。  2005年,环保局对全国56个城市206个集中式饮用水源地的有机污染物监测显示:水源地受到132种有机污染物污染,其中103种属于国内或国外优先控制的污染物。  北京大学城市与环境学院一主要研究地下水和土壤污染及其修复的专家介绍,据有关部门对118个城市2~7年的连续监测资料,约有64%的城市地下水遭受了严重污染,33%的城市地下水受到轻度污染,基本清洁的城市地下水只有3%。这位要求匿名的专家说:“地表环境污染加剧引发地下水污染,构成对人体健康和生命财产安全的严重威胁。”  而污染状况似乎尚未显示出好转的趋势。据2006年163个城市的地下水水质监测资料分析,在开展浅层地下水水质监测的125个城市中,与
2005年相比,主要监测点地下水水质呈恶化趋势的城市有21个,主要分布在东北、西北、华东、中南等地区,水质基本稳定的城市有95个,水质呈好转趋势的城市有9个;在开展深层地下水水质监测的75个城市中,与2005年相比,主要监测点地下水水质呈恶化趋势的城市有12个,主要分布在东部沿海地区,水质基本稳定的城市有58个,水质呈好转趋势的城市有5个。“根据中国地质环境监测院公布的信息,目前,中国地下水污染呈现由点到面、由浅到深、由城市到农村的扩展趋势,污染程度日益严重。”上述要求匿名的专家说,城市的水源地也面临污染威胁。  马中预测,未来十年中国很多城市都会放弃原来的水源地,“我们的水源地规划只是根据现状来的,现在水源的整体状况在恶化。”  让马军担忧的是,由于地下水污染难以被清理,如重金属难以降解,尤其是深层的地下水一旦被污染,治理起来需要千年的时间。“但是,我们却没有管理地下水环境的法律,只有管理地表水的。”马中介绍。  目前,由于地下水与地表水分属国土资源部和水利部监管,地表水污染则是环保部门需要处理的问题。  镜鉴:史上最大饮用水中毒案  《国际先驱导报》记者粘轶锋发自达卡“我遭受砷中毒的影响已有7年。”在距孟加拉国首都达卡东南17公里索纳港乡,村民莫蒂拉尔脖子和身体的其他部位长满了白斑。  “我一直喝家门前那口压力井的水,但不久前政府检测说,水中砷含量严重超标,现在只敢拿它作洗涤用水了,”莫蒂拉尔不时地挠着身子,有些无奈地说,“经常感到乏力,没办法到远处打水。”  村子里这样的村民还有很多。对于索纳港乡砷污染的情况,该乡公共工程部门的助理工程师纳兹姆哈桑说:“1998年,政府对全乡25048口水井进行了水质检测,发现62%口井的水受到砷污染。”他说,索纳港乡井水的平均砷含量超过每升2毫克,是孟加拉国制定的每升0.05毫克标准的40倍,是世界卫生组织制定的每升0.01毫克标准的200倍。  然而,索纳港乡只是孟加拉国砷中毒的地区之一。孟政府在今年6月30日结束的全国砷污染调查中发现,全国64个县中有62个县受到砷污染影响。  “在孟加拉国,目前有近6600万人的饮用水受砷污染,超过孟加拉国总人口的40%。”孟加拉国卫生部砷污染防治计划负责人贾法尔乌拉对记者说。  世界卫生组织将这一事件称为“历史上最大规模的人口中毒事件”。  据估计,在孟加拉国南部地区,每10个成人中就有一个因为砷中毒引起的癌症死亡,如膀胱和肺以及其他内部器官的癌症。“孟加拉超过1/5的死亡与砷中毒有关。”法新社称,其影响远远超过切尔诺贝利核电站泄漏事件。  乌拉介绍说,为了使居民远离肮脏、疾病丛生的地表水,使用上洁净的地下水,孟加拉国政府在国际援助机构的帮助下于上世纪70年代开始在全国各地打了数百万口深层管井,成功降低了孟加拉国人民患水生疾病的死亡人数。但是随着时间推移,使用这些深层管井的居民身上开始出现砷中毒症状。后经相关专家调查发现,孟加拉国土壤深层天然产生的砷含量过高。  乌拉说,孟政府对全国超过500万口压力井和管井的水质进行了检测,并在砷含量超标的井口涂上红色油漆,在水质安全的井口涂上绿色油漆,使居民能够了解水质状况。  在2004年,孟加拉国政府还出台了减轻砷污染国家政策。在孟加拉国新财年财政预算中,政府计划拨款约1亿美元用于为居民提供符合标准的生活用水。  而在索纳港乡,哈桑说,从1998年开始,乡政府为每10户家庭打一口符合饮用水安全标准的管井,到目前共打了500口安全管井,共有5000户家庭受益,
约占全乡家庭数的11.4%。

2006年,董良杰携带专利回国寻找合作者,卫生部向他推荐了孙贵范,合作就此开始。

砷是自然界中广泛存在的类金属元素,主要与含硫的岩石和矿物结合。在某些特殊地质、地貌、气候和水文条件下,含砷矿物发生溶解,将砷元素释放进入地下含水层,导致地下饮用水的天然砷污染。

值得一提的,除污染问题外,超采也是我国保障“水安全”的一大威胁。

“此技术对消除重金属对我国饮用水的影响是一个有力补充,尤其对我国偏远、不适合建集中供水装置的地区。”孙殿军说。

日前,美国国家卫生基金会-国际认证机构(NSF
International)在中美两国三地同时召开新闻发布会,宣布对一项能有效消除饮水中砷污染装置微鼻水过滤器的认证,这项技术和材料将水砷浓度降低至美国环保署和世界卫生组织设定的健康标准以下。

在长江、黄河、淮河、海河和松辽等流域,污染和超采正在成为流域内地下水的主要威胁。

据悉,此次NSF认证采用了中国苏州纳米科学城微陶重金属过滤科技有限公司和美的公司的相关过滤产品。

“我们俩是学科交叉。董良杰团队研发材料,在实验室先测试,我的团队拿着他们研发的材料到全国砷中毒现场的老百姓家去验证。”孙贵范对《中国科学报》记者介绍说。2006年做到2015年,恰恰十年。经无数次反复修改材料的配方和制备条件,终于获得成功。

马军表示,“针对地下水的治理,其花费更甚于治理地表水,地下水污染问题相对复杂,而地下水的超采,还会带来地缝、塌陷等次生灾害。”

“这已经是癌症症状了,严重时整个内脏也有癌变。”哈尔滨医科大学副校长、中国地方病防治研究中心主任孙殿军指着发布会现场展示的一些严重砷中毒患者的图片对《中国科学报》记者说。他指出,目前砷中毒并没有特效药。

一方面地方老百姓需要认识到砷中毒的健康危害,另一方面,孙殿军也希望产品价格能便宜些,以更为老百姓所接受。

值得注意的是,浅层地下水的污染,与地表水的污染存在“相互影响”的关系。马军指出,“以浅层地下水为主要监测对象的结果,也说明流域内地表水亦存在相应污染。旱季时,浅层地下水会补给地表水;同理,地下水的补给来自地表水。”

这是一项由中国医科大学和美国夏威夷大学合作历时十多年才诞生的成果,可有效消除饮水中砷污染。该技术和材料可将水砷浓度降低至美国环保署和世界卫生组织设定的健康标准以下,日前获美国国家卫生基金会国际认证机构认证。

上海某公司项目经理王健,刚从一知名国际大公司辞职投入净水行业,“特别是有了孩子后,更有了使命感和责任感,希望为水环境的改善做点事情。”除了采纳这一经过NSF认证的材料和技术,他也自信公司产品能配合饮水方式的新设计而独树一帜。

本轮2103眼水井的水质评价结果显示:无I类水,II至III类水418个,占总数的19.9%;IV类水691个,占32.9%;V类水994个,占47.3%。

该材料使用简便、实用,不耗能、不用电,也不用压力和化学的方式,更为彻底和有效。

微陶重金属过滤科技有限公司在中国苏州纳米科学城,这个汇聚国家和国际纳米科技的发展基地完成了微鼻产品的商业化。同样采用该技术和材料的美的相关产品也已经面市,此次NSF认证,就是采用了微陶公司和美的公司的相关过滤产品。

其中,主要污染指标除总硬度、锰、铁和氟化物可能由于水文地质化学背景而监测值偏高外,“三氮”污染情况较重,部分地区存在一定程度的重金属和有毒有机物污染。

工业对含砷废水的处理标准是不超过0.5毫克/升,EPA和WHO设定公共饮用水的最高砷允许浓度每升不超过0.01毫克。

饮用水除砷技术和材料取得重大突破

“一般来说,城市内多采用深层地下水作为饮用水源,深层地下水不易遭受污染。”马军说,“但还有很多农村地区居民饮用浅层地下水,污染将主要对他们带来影响。”

这是25年以来第一个通过此项认证的技术和产品。“这对于全球超过两亿饮用高砷水的人来说,无疑是一个重大的好消息。”中国医科大学预防医学研究所所长、联合国儿基会砷中毒领域顾问孙贵范表示。

十年磨一剑

值得注意的是,IV类水主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区,已经不适合人类饮用,V类水污染就更加严重。这也意味着,超八成地下水遭受污染威胁。《月报》还显示,主要污染指标中“三氮”污染情况较重,部分地区存在一定程度的重金属和有毒有机物污染。

上世纪90年代,孟加拉国暴发全国性的饮用地下水造成的慢性砷中毒,引起全世界惊骇。在印度、中国、智利和其他国家也陆续发现砷中毒病区和污染区。砷的深度处理技术和产品研发成为多年来全球科学家研究的一项重点课题。

中国是全世界关于地方病砷中毒的一个比较大的病区,孙殿军介绍,这些年中国政府对此问题很重视,主要措施是寻找低砷水源,搞改水工程,在“十二五”期间在砷中毒地区此类改水工程基本全覆盖,造价非常大。

地下水遭受污染,或产生严重的“水安全”问题。

从2006年到2015年,经无数次反复修改材料的配方和制备条件,合作双方终于获得成功。此次NSF认证的这一技术和材料,在我国山西、内蒙古、甘肃、云南、湖南等多省区砷中毒病区和污染区进行了现场验证。

“这是对中国医科大学和美国夏威夷大学合作历时十多年的研究成果的最好肯定,对于全球超过两亿还在饮用高砷水的人们来说,无疑是一个重大的好消息。”
中国医科大学预防医学研究所所长、环境与慢性病研究中心主任,联合国儿基会砷中毒领域顾问孙贵范表示。

根据此前国土资源部的统计数据,目前全国657个城市中,有400多个以地下水为饮用水源。全国范围内,有近70%的人口饮用地下水。那么高达八成的地下水污染监测结果,会影响居民饮用水的安全吗?

孙贵范发现,该材料克服了不同地质条件和不同水质化学元素组成的影响,在各种实际砷污染现场均获得高效吸附不同价态砷的效果,且不造成二次污染。当应用于工业废水处理时,该材料不但吸附砷,还可高效吸附铅、汞、镉等重金属。

同时该材料使用简便、实用,不耗能、不用电,也不用压力和化学的方式。更为彻底和有效。

在水利部本轮地下水监测中,监测范围基本涵盖了地下水开发利用程度较大、污染较严重的地区,监测对象以浅层地下水为主,易受地表或土壤水污染下渗影响,水质评价结果总体较差。

砷是自然界中广泛存在的类金属元素。在某些特殊的地质、气候和水文条件下,含砷矿物发生溶解,将砷元素释放进入地下含水层,导致地下饮用水发生天然砷污染。工业生产尤其是有色金属矿山开采和冶炼造成的砷污染是人体暴露砷的另一主要途径。

“此技术对消除重金属对我国饮用水的影响是一个有力补充,尤其是对我国偏远地区,缺乏低砷水源的地区,不适合建集中供水的地区。它不仅除砷,也有其他作用,应该推广。”
孙殿军说。

“IV类水已经不适合人类饮用,V类水污染就更加严重。实际上,这两类水都已经不太适合人类接触。”公众与环境研究中心主任马军告诉《每日经济新
闻》记者,“从监测流域和监测对象看,这个高达80%的数值并不特别令人惊讶。其中出现的重金属和有毒有机物污染,是因为流经城市的浅层地下水,更容易遭
受农业面源、工业废弃物以及垃圾掩埋污染。”

我国是全世界地方病砷中毒的一个较大的发病区,孙殿军介绍,这些年我国政府对此问题很重视,主要措施是寻找低砷水源,搞改水工程,“十二五”期间在砷中毒地区此类改水工程基本全覆盖,造价非常大。

上世纪90年代,孟加拉国爆发全国性因饮用地下水造成的慢性砷中毒。当消息在美国《纽约时报》报道后,引起全世界的惊骇。在印度、我国大陆和台湾、智利和其他国家也陆续发现砷中毒病区和污染区。

水利部最近公开的2016年1月《地下水动态月报》显示,全国地下水普遍“水质较差”。具体来看,水利部于2015年对分布于
松辽平原、黄淮海平原、山西及西北地区盆地和平原、江汉平原的2103眼地下水水井进行了监测,监测结果显示:IV类水691个,占32.9%;V类水
994个,占47.3%,两者合计占比为80.2%。

《中国科学报》 (2017-01-25 第4版 综合)

这一技术突破,使全球含砷饮用水及含砷工业废水中彻底消除砷成为可能。

水利部最近公开的2016年1月《地下水动态月报》显示,全国地下水普遍“水质较差”。

■本报记者 王卉

国际癌症组织将无机砷列为人类第一类致癌物,美国毒物和疾病登记署一直将砷列为危害人体健康的化学品毒物的首位。

与此同时,地下水还遭受严重的超采威胁。数据显示,2016年1月,全国主要平原区地下水储存量比去年同期减少82.4亿立方米。

十年磨剑 消除水砷之患

“NSF这种认证甚至可以说是很严酷。”微鼻滤料的创始人、夏威夷大学教授董良杰对《中国科学报》记者介绍说,NSF认证历时一年,在各地现场测试就耗时半年。不仅经过同行评议、权威机构认证,也是各地问题的现场解决,可重复,而且能够实地产业化。

多为浅层地下水

在美国几个大型课题的支持下,2006年,砷吸附技术和材料被夏威夷大学教授董良杰团队初步研发成功,当时主要针对美国工业的砷排放。

“这已经是癌症症状了,严重的,整个内脏也该有癌变了。”指着发布会现场展示的一些严重砷中毒患者的图片,哈尔滨医科大学副校长、中国地方病防治研究中心主任孙殿军对《中国科学报》记者表示。但对于砷中毒,当前并没有特效药,他告诉记者。

本轮全国范围内的监测,正是按照2011年公布的《全国地下水污染防治规划(2011~2020年)》的部署,为摸清地下水污染的“家底”,规划提出到2015年要基本掌握地下水污染状况。

中国医科大学教授郑全美专注于地方性砷、氟中毒的发病及临床防治工作,她在一些砷中毒病区调查时发现,由于长期饮用砷含量较高的地下水,一些村民的身体出现初步病状,但他们却并不知情。

这是25年以来,第一个通过此项认证的技术和产品。

污染、超采威胁“水安全”

“我们俩是学科交叉。董良杰团队研发材料,在实验室先测试,我的团队拿着他们研发的材料到全国砷中毒现场的老百姓家去验证。”孙贵范说。他所在团队研究全国砷中毒问题近20年,有全国50万口井水的检测资料。

孙贵范发现,该材料克服了不同地质条件和不同水质化学元素组成的影响,在各种实际砷污染现场均获得高效吸附不同价态砷的效果,且不造成二次污染。当应用于工业废水处理时,该材料不但吸附砷,还可高效吸附铅、汞、镉等重金属。

《月报》数据显示,2016年1月,全国主要平原区地下水储存量比去年同期减少82.4亿立方米,单黄淮海平原就减少了49.2亿立方米,其中又以河北地区地下水储存量减少为首:一年间,河北地区减少了22.1亿立方米的地下水。

孙贵范介绍,几乎所有的砷污染均来源于打井抽取的地下水。根据水砷浓度的不同,人们会在短短几个月或是长达数年的时间里出现明显中毒症状。损害可累及多器官和系统。

中国有那么多砷污染地区,能否把材料进一步研发,用到天然地下水砷污染造成的饮用水的除砷,而不只是针对工业。2006年,董良杰携带专利回国,寻找合作者,卫生部向他推荐了孙贵范,合作就此开始。

国际癌症组织将无机砷列为人类第一类致癌物,美国毒物和疾病登记署一直将砷列为危害人体健康的化学品毒物的首位。

在美国几个大型课题的支持下,2006年,砷吸附技术和材料在夏威夷大学被董良杰团队初步研发成功,当时主要针对美国工业的砷排放。

NSF主任Rick
Andrew提醒,如果消费者使用井水,在有资质的实验室检测水中砷浓度是非常重要的。一方面地方老百姓需要认识到砷中毒的健康危害,另一方面,孙殿军也希望产品价格能便宜些,以更为老百姓所接受。

工业对含砷废水的处理标准是不超过0.5毫克/升,美国环境保护署和世界卫生组织设定公共饮用水的最高砷允许浓度每升不超过0.01毫克。

此后,砷的深度处理技术和产品研发是多年来全球科学家研究的一项重点课题。

饮用水安全行在路上

孙贵范介绍,几乎所有砷污染均来源于打井抽取地下水作为饮用水而发生。依据水砷浓度的不同,人们会在暴露短短几个月乃至长达数年不等的时间里出现明显中毒症状。损害可累及多器官和系统。

工业生产尤其是有色金属矿山开采和冶炼造成的砷污染是人体暴露砷的另一主要途径。

此次NSF认证的这一技术和材料,经过孙贵范团队在我国山西、内蒙、甘肃、云南、湖南等多省区砷中毒病区和污染区现场验证。

中国医科大学教授郑全美,这些年专注于地方性砷、氟中毒的发病及临床防治工作,她在一些砷中毒病区调查时发现,由于长期饮用砷含量较高的地下水,一些村民的身体已经出现初步病状,但他们自己并不知情。

凸显的公共卫生问题

孙贵范团队研究全国砷中毒问题近20年,有全国50万口井水的检测资料,2013年美国《科学》杂志就他在砷污染方面的研究曾发表封面文章。

NSF主任Rick
Andrew提醒,如果消费者使用井水,在一个有资质的实验室检测水中砷浓度是非常重要的。在所在省市县的环境质量部门或供水系统的市政部门有具有检测资质的实验室名单。

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