饮用水纳米处理技术的国际研发动态

饮用水纳米处理技术的国际研发动态郝晓地,王克巍,王啟林(北京建筑工程学院可持续环境生物技术研发中心,北京100044)摘要:面对日益遭受污染的饮用水水源,传统水处理方法已很难有效处理其中的许多微污染物及病原微生物。相比之下,纳米材料以其独特的结构和强大的功能可以为饮用水处理工艺更新换代提供一种潜在的技术。目前的研究结果表明,纳米TiO2材料经紫外光催化后可有效克服反渗透的膜污染问题;碳纳米管可大大提高反渗透膜的通透性,并能有效去除细菌与病毒;抗菌纳米粒子亦可用于消毒和灭菌,纳米粒子的超顺磁性还可以有效吸收As等重金属;活性催化纳米粒子可以去除地下水中的有毒污染物。此外,纳米传感器还可快速检测水生病原体甚至化学有毒物质和重金属。然而,纳米材料对环境和人体健康可能具有潜在的危害,这还有待进一步评估。关键词:饮用水;纳米碳管;纳米抗菌粒子;纳米传感器;膜污染;灭菌/消毒;重金属;微污染物中图分类号:TU991文献标识码:B文章编号:1000-4602(2009)08-0027-05GlobalSituationofResearchandDevelopmentofNanotechnologyAppliedinTreatmentofDrinkingWaterHAOXiao-d,iWANGKe-we,iWANGQ-ilin(R&DCentreforSustainableEnvironmentalBiotechnology,BeijingUniversityofCivilEngineeringandArchitecture,Beijing100044,China)Abstract:Facingincreasinglypolluteddrinkingwatersources,traditionaltreatmentmethodsaredifficulttoeffectivelyremovemicro-pollutantsandpathogensinpollutedwatersources.Incomparison,nano-materialswithuniquestructureandpowerfulfunctionscanprovideapotentialtoupdatetraditionaltreatmentprocess.IrradiatedbyUV,TiO2caneffectivelyovercomereverseosmosis(RO)membranefouling.Carbonnano-tubescanenhancethepermeabilityofROmembraneandeffectivelyremovebacter-iaandviruses.Antimicrobialnano-particlescanbealsousedindisinfection/sterilization.Withthechar-acteristicsofsuper-paramagnetism,nano-materialscanabsorbheavymetalslikeAs.Catalyticallyactivenano-particlescanremovepoisonouspollutantsingroundwater.Inaddition,nano-sensorcanimmediate-lydetectaquaticpathogens,evenchemicalsandheavymetals.However,thepotentialeffectsofnano-materialsontheenvironmentandthehealthhavetobeevaluated.Keywords:drinkingwater;carbonnano-tube;antimicrobialnano-particles;nano-sensor;membranefouling;disinfection/sterilization;heavymetals;micro-pollutant基金项目:国家科技支撑计划重点项目(2006BAJ01B03-02);北京市属市管高等学校人才强教计划项目(BJE10016-200611)由于人类对水资源的过度开发、全球气候改变、水污染加剧、城镇人口剧增、人均需水量不断加大等#27#第25卷第8期2009年4月中国给水排水CHINAWATER&WASTEWATERVo.l25No.8Apr.2009原因,使得人类容易获取的清洁水源总量正不断减少。如何确保获得廉价、清洁的饮用水已成为21世纪人类所面临的重大挑战。而传统的饮用水处理方法已显得落后,主要是因为这些方法耗材较多、占地面积较大,并且不能稳定地满足日趋严格的饮用水水质标准,尤其在原水中出现较