治理新興污染物:清華研究顯示納米陶瓷濾膜深度處理城市污水
全康環(huán)保:人類(lèi)胎盤(pán)中發(fā)現微塑料顆粒,二甲雙胍的自來(lái)水消毒副產(chǎn)物具有潛在公共衛生安全危害……近來(lái)的一些報道表明,新興污染物越來(lái)越醒目地出現在我們身邊。
近日,清華大學(xué)深圳國際研究生院教授張錫輝團隊發(fā)表于《有害物質(zhì)雜志》的研究發(fā)現,常規污水處理廠(chǎng)出水中,部分新興污染物濃度過(guò)高,該研究同時(shí)提出一種基于納米陶瓷膜的組合工藝方案用于城市污水深度處理。
既“新”又“多”的污染
學(xué)術(shù)界認為,新興污染物通常指環(huán)境中新出現或新近引起關(guān)注的、尚未列入常規監測系統、對生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康具有危害或潛在風(fēng)險的化學(xué)或生物污染物。
“其特點(diǎn)主要是‘新’和‘多’?!敝锌圃撼鞘协h(huán)境研究所研究員孫倩告訴《中國科學(xué)報》,“新”不僅指新合成、新應用的物質(zhì),也指新技術(shù)、更靈敏的設備檢出和發(fā)現的污染物。因為新,人們對其在環(huán)境中的污染水平、分布特征、遷移規律、轉化機制、生物毒性、生態(tài)效應和處理技術(shù)等的認識尚不充分?!岸唷眲t體現在其覆蓋了種類(lèi)繁多的物質(zhì)。新興污染物是個(gè)統稱(chēng),其包括環(huán)境內分泌干擾物、藥品與個(gè)人護理用品、全氟類(lèi)化合物等有機污染物,也包括納米材料、微塑料、抗生素抗性基因等。
“這些新興污染物因具有較高的生物毒性或生態(tài)效應,近年來(lái)備受關(guān)注??偟膩?lái)說(shuō),新興污染物的種類(lèi)繁多、結構各異,其在環(huán)境中的行為各異,有的容易經(jīng)由生物降解、光解和/或水解等過(guò)程自然衰減,也有的性質(zhì)穩定,可長(cháng)期存在于環(huán)境中,造成持續影響。例如,痕量新興污染物可能影響微型生物群落這一維持生態(tài)系統穩定的關(guān)鍵類(lèi)群?!睂O倩說(shuō)。
“根據目前的科研數據和報道,類(lèi)似污染確實(shí)越來(lái)越多?!蔽骱髮W(xué)生命科學(xué)學(xué)院研究員吳連鋒對《中國科學(xué)報》說(shuō),“比如,被廣泛推崇為萬(wàn)能神藥的二甲雙胍使用量日益增加,它經(jīng)人體代謝后排入大自然或水系,它在自來(lái)水消毒過(guò)程中的含氮副產(chǎn)物具有潛在公共衛生危害,但這些都還沒(méi)有引起廣泛關(guān)注?!?/p>
常規技術(shù)去除效率低
“城市污水中的新興污染物主要有兩類(lèi),一是環(huán)境激素類(lèi)物質(zhì),例如雙酚A和炔雌醇,二是抗生素類(lèi)物質(zhì),例如磺胺類(lèi)抗生素?!睆堝a輝對《中國科學(xué)報》說(shuō),“前者會(huì )影響生育和嬰兒性別,比如避孕藥的主要成分乙炔雌二醇(EE2)。再比如雙酚A作為廣泛使用的塑化劑,普遍用于塑料行業(yè)、電子行業(yè),因此在水里分布很廣,濃度也比較高?!?/p>
在孫倩看來(lái),城市人口密集,污染排放集中,城市污水處理系統受納人類(lèi)排放的新興污染物,是新興污染物進(jìn)入環(huán)境的重要途徑。
張錫輝團隊的研究表明,城市污水中,京津冀地區、長(cháng)三角地區和珠三角地區污染最嚴重。
“我們現在陷入一個(gè)‘死循環(huán)’中?!睆堝a輝說(shuō),“人們服藥后,一些成分經(jīng)代謝排出人體,進(jìn)入污水廠(chǎng),如果污水處理廠(chǎng)不能妥善處理,最后又排進(jìn)河流,匯入水庫,再進(jìn)入城市自來(lái)水供水系統。如果EE2達到0.2納克/升,就會(huì )有生物毒理效應出現,現在有的污水廠(chǎng)EE2已經(jīng)達到400多納克/升,這個(gè)是相當嚴重的問(wèn)題?!?/p>
據張錫輝介紹,污水處理通常分三個(gè)階段,一是去除導致水體黑臭的物質(zhì);二是脫氮除磷(導致富營(yíng)養化的物質(zhì)),達到三、四類(lèi)水標準;三是像歐洲一些發(fā)達國家一樣,出臺針對新興污染物的標準,在標準的指導下進(jìn)行污水處理升級改造,去除痕量新興污染物。
“我國學(xué)者在這方面的關(guān)注比較早,研究非常多。但相對來(lái)說(shuō),技術(shù)和應用方面研究較少?!睆堝a輝說(shuō),“一是目前我國大部分污水處理廠(chǎng)的主要目標是脫氮除磷,解決水體富養化問(wèn)題。二是我們還沒(méi)有出臺相應的控制新興污染物的標準,污水處理廠(chǎng)缺乏改造升級的動(dòng)力?!?/p>
多數污水處理廠(chǎng)主要面向常規污染物,所采用的技術(shù)對去除新興污染物效率很低,不能有效降解去除五花八門(mén)的新興污染物。因為新興污染物濃度極低,約是常規污染物濃度的百萬(wàn)分之一,兩者完全“不是一個(gè)量級的”。
新技術(shù)應對新興污染物
在最新發(fā)布的論文中,張錫輝團隊提出一種使用納米陶瓷濾膜對城市污水進(jìn)行深度處理的解決方案。
“這種濾膜可以在納米孔隙里,催化分解去除納克量級的污染物,其效率可以達到99%以上?!睆堝a輝說(shuō),“只要在污水處理最后階段加上這樣一套納米催化濾膜即可?!?/p>
“目前人們對新興污染物的認知有限,相關(guān)研究仍需進(jìn)一步深入?!睂O倩則建議發(fā)展高通量的檢測技術(shù),加強新興污染物監測力度和普查水平,提升對環(huán)境中新興污染物的污染現狀和環(huán)境行為的認知;系統評估痕量污染物及其轉化產(chǎn)物的生物毒性和生態(tài)效應,識別高風(fēng)險物質(zhì)。同時(shí)開(kāi)展前瞻性科研,發(fā)展和儲備高效控制新興污染物的技術(shù)和工藝,有效控制新興污染物的效應和風(fēng)險。
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