纳米净水:缘何外热内冷
在我国,将纳米技术利用于水措置还处于方才起步阶段。真正意义上的深度清水对我们而言还只是一个胡想。在环境污染问题愈来愈遭到各国当局正视的背景下,利用纳米技术举行水措置成为各国高科技竞争的一个热点。在法国、美国、日本等许多发财国度,纳米治海员艺在给水行业中都已获得大年夜范围推行。
纳米清水,缘何外热内冷?
纳米技术可用于原水的措置、自来水的深度净化、污水措置和再生回水的出产等等。与传统的水措置方式比拟,纳米水措置工艺占地小,人力和能源花费少,具有惯例方式没法比拟的优势。
中科院国度纳米中心的研讨人员王雅君流露表现,目前,纳米技术措置水大年夜致可分为以下几种:一是利用吸附性的纳米材料,好比碳纳米管;二是利用纳滤技术;三是纳米光催化技术。
纳滤技术是目前科学界觉得的自来水深度净化工艺中最好的方式之一,纳滤水乃至被称为“二十一世纪的康健水”。纳滤技术的工程利用在法国、美国、日本等国度的给水行业中已获得大年夜范围推行。
别的,天下许多国度,特别是日本、美国、加拿大年夜、法国等还投进了大年夜量资金和研讨力量举行纳米光催化技术的开辟。
美国环保署(EPA)是美国纳米光催化研发的首要支持单位,它投进巨资展开这方面的事情,并大年夜力鞭策其财产化。其重点在于水措置方面,包含地下水质的改良、废水措置和河川污染等。
在纳米光催化技术范畴做得最好的是日本。日本经济财产省将光催化的财产化列为技术立国的支柱财产之一,对光催化技术的发展举行了有力鞭策。日本产、学、官三方早在2000年就构成了光催化技术成品技术协会,制定光催化成品的质量尺度、规格,和光催化机能的评价实验法的尺度化等事情。现已有包含东芝、松下、三菱、日立在内的多家日本公司出产出了多种纳米光催化的合用产品。日本与美国环保局在光催化产品市场的开辟方面也睁开了互助,目标是保持天下领先地位。
但在我国,将纳米技术利用于水措置还处于方才起步阶段。真正意义上的深度清水对我们而言还只是一个胡想。
以家用清水器为例,科技部的最新研讨陈述注解,当然出产厂家多数在本身的产品前冠以“纳米”二字,但大年夜部门只是将这个词作为一个光环,以大年夜打高科技牌作为一种赢利手腕,真正利用纳米技术的并不多。
清华大年夜学化学系传授朱永法流露表现,我国市场上的清水器首要利用活性炭吸附的体例。活性炭易饱和并滋生细菌,反而导致水的二次污染。而真正采取纳米技术的清水器,其清水才能是普通清水器的10~20倍。
别的,就纳滤技术而言,我国对纳滤过程的理论研讨比较早,但对纳滤膜的开辟、出产尚处于开端阶段。天津大年夜学研制的纳滤水制备工艺在2003年经由过程了专家的鉴定,成为我国第一条纳滤水出产线,弥补了海内的空白。
但我国工程实例方面的报导寥寥可数。海内首个见诸报导的是山东长岛南隍城纳滤树模工程,于1997年4月投收支产。
北京排水团体研发部主任甘一萍介绍,目前我国在水措置工程中首要还是利用传统技术,也就是“絮凝沉淀过滤消毒”的措置工艺,采取纳滤技术的水措置工程还很少,纳滤技术在全部水措置工艺中所占比例大年夜约只有10%。而纳米光催化等新技术在我国目前首要还逗留在尝试室里,其工程化、财产化实例还没有见报导。
尽人皆知,我国水资本短缺、水质污染严峻,措置成本逐年爬升。在水措置方面,纳米技术比惯例方式更具优胜性,且不会产生二次污染。如许一种高效、环保的技术在国际上早已被大年夜量用于水措置实践,在我国为甚么到目前为止还没有获得应有的遍及应用呢?
据悉,在我国,将纳米技术遍及地利用于工程实践的前提还不成熟。
以纳滤技术为例。甘一萍流露表现,当然在国际水措置范畴,膜技术已经是成熟的技术,但与之比拟,我国另有较大年夜的差距。一是高机能商品化的纳滤膜的利用寿命仍然受制备工艺的限定,二是我国贫乏商品化大年夜型纳滤膜成套设备的出产技术。正因如斯,国度发改委办公厅《关于构造申报资本节俭和环境保重2011年环保庞大年夜技术设备和产品财产化中心预算内投资备选项目》将高效膜材料列为财产化的重点项目。
其次是成本方面的问题。自来水行业的专家指出,即便我国具有了纳滤膜工艺的国产化才能,以现在的水价而言,也很难对自来水作深度措置。假定我们像许多发财国度那样,将自来水深度措置至直接饮用程度,那么尽大年夜多数自来水厂要替换厂内举措措施及引水、送水管道。现有水管的密封程度不敷以抵当二次污染。是以,要想在自来水行业奉交应用纳滤技术,成本问题是关头身分之一,这将不成制止地触及水价上调的问题。
第三是高科技功效转化的资金投进问题。朱永法流露表现,现在我国纳米清海员艺研发和功效转化的资金首要来自外洋企业,海内资金的投进很不敷。他举例说,他的尝试室研发的纳米光催化清水器采取普通过滤与光催化相连络的体例对自来水举行深度净化,技术已成熟,但要转化成产品却不那么等闲,目前很难吸引到资金。投资者对高科技方面的投资遍及比较慎重,惊骇风险,甘愿将资金投在房地产方面。
“从我国目前的团体环境来看,用纳米技术措置水离大年夜范围出产和利用另有一段距离,财产化还任重道远。”朱永法说。
目前我国有大年夜量人丁的糊口依托污染水源。按照天下银行估算,中国每年须要投资200亿美元,才有看实现都会供水达到尺度。外资企业在过往五年间总计向中国水资本行业投资约20亿美元,相干工程涵盖污水措置、都会水供应、财产水供应及对中国水企业的直接投资等等。
详细到纳米技术水措置市场,据中国工程院权势巨子专家估计,纳米光催化材料在中国每年有100亿元的市场容量,其经济效益在环境财产中将占10%。2010年今后,每年平均以13%的增加速率发展,估计5~10年后的海内市场能达到数百亿元。
2011年,中心一号文件打算将来十年向水污染管理与农村水利工程扶植拨付4万亿元人夷易近币。这注解了将来我国在水措置范畴的投资力度。
这无疑是极具勾引力的市场前景。但是,在经济效益刺激这一技术快速发展的同时,另外一身分却在模糊按捺着纳米技术的功效转化,这就是比来几年来学术界关于纳米技术所含风险的争辩。
因为纳米材料的颗粒过于藐小,很等闲经由过程呼吸进进人体的内部器官。其高度的外不雅活性也大概使其对生物体的感化和效应大年夜大年夜加强。
国度纳米科学中心副主任赵宇亮流露表现,目前活着界范围内,纳米产品安然性评估方式和安然性认证体系还处在建立过程中。因为相干的尝试研讨数据还不敷,人们对纳米技术与纳米材料的风险问题尚贫乏客不雅科学的熟谙,造成了对其遍及利用的顾虑。纳米安然性研讨的首要目标之一,就是指导纳米技术和纳米产品的安然利用,使花费者放心利用。
在国际上,纳米生物效应与安然的大年夜范围研讨始自2003年今后,至今不到十年时候。美国、欧盟、日本等发财国度目前开端建立了关于纳米生物效应与安然的研讨体系,并在纳米材料的人体康健、环境康健、生物医学效应、国度安然等方面展开重点研讨。
在海内,中科院国度纳米科学中心与高能物理地点2006年6月结合建立了“纳米生物效应与安然性尝试室”,这是我国纳米生物效应与安然性研讨进进体系化、范围化研讨的一个标记。本年3月5日,以赵宇亮为首席科学家的国度“973”项目“首要纳米材料的生物效应机制与安然性评价研讨”正式启动。
赵宇亮觉得,对纳米材料安然性的研讨正在催生一些新的技术,不但令人们对纳米颗粒的快速检测和阐发更加可靠,同时也加快了纳米材料的医学利用研讨过程。“我国本能机能部门也须要尽快在学术界研讨功效的根本上,制定国度承认的安然尺度、检测技术和阐发方式,建立切实可行的风险规避机制,更好地鞭策我国纳米技术和相干财产的快速发展。”




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