據(jù)中國(guó)環(huán)境網(wǎng)2016年8月2日訊 水乃生命之源。飲水安全關(guān)系到居民的身體健康。很多營(yíng)養(yǎng)專家推薦飲用白開水，認(rèn)為白開水是最健康的飲用水。然而，燒開的自來水水垢中也可能含有有害物質(zhì)，如混雜著重金屬、細(xì)菌尸體等。如何才能喝到安全健康的白開水？清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院的一項(xiàng)全新技術(shù)成果——核孔膜開水過濾技術(shù)，為這一問題的解決帶來了希望。

王玉蘭

清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院高級(jí)工程師

隨著人們對(duì)生活品質(zhì)越來越重視，飲水的純凈度和有益礦物質(zhì)含量成為更高追求，凈水設(shè)備成為家電新寵。然而，干凈不等于健康，高昂的凈水器和頻繁的濾芯更換無疑加大了飲水的成本，卻未必能得到健康飲水。

很多營(yíng)養(yǎng)專家推薦飲用白開水，居民使用的自來水都是經(jīng)過國(guó)家三級(jí)檢驗(yàn)，經(jīng)過每天、每小時(shí)抽樣檢測(cè)，是符合國(guó)家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)的安全水。此外，水燒開后，清潔無菌，煮沸后，水質(zhì)和水硬度得到改善，并保存了適量礦物質(zhì)。
清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院高級(jí)工程師王玉蘭表示，根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，新鮮白開水冷卻至20℃～25℃，化學(xué)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，變成小分子水，很容易通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。另外，水燒開后，一些有機(jī)污染物，如氯氣，大部分容易揮發(fā)掉。水燒開后，還能夠使硬度過高的水得到改善。實(shí)驗(yàn)表明，硬度可以從300多降到200多。
不過，專家解析，自來水經(jīng)過管道運(yùn)輸、二次水箱加壓供水等過程，確實(shí)會(huì)產(chǎn)生二次污染的風(fēng)險(xiǎn)，影響水質(zhì)。白開水雖然對(duì)水進(jìn)行了高溫殺菌消毒，但也會(huì)增加大量的水垢?？吹靡姷乃钢饕氢}、鎂等，對(duì)人體其實(shí)沒有太大危害。人們需要提防的是那些混跡于水垢中看不見的污垢。
王玉蘭告訴記者，水垢是混在水中的重金屬、鈣鹽、灰塵、病菌、蟲卵尸體等的沉積物。他們?cè)鲞^實(shí)驗(yàn)，利用核孔膜過濾30升開水，其中水垢中砷含量達(dá)到了10.8微克、鎘是31.2微克；鉛含量很高，達(dá)到270微克。
“如果水中的水垢不加過濾，喝半個(gè)月的水，身體里累積的重金屬量就是這么多。”王玉蘭說，后來他們又請(qǐng)了北京市理化分析中心做了檢測(cè)，幾次實(shí)驗(yàn)都檢測(cè)到了重金屬。
水燒開最大的好處之一，就是殺死水里可能存在的細(xì)菌，那么，開水中還存在細(xì)菌的危害嗎？
王玉蘭表示，水中的細(xì)菌主要有沙門氏菌、痢疾志賀菌、大腸桿菌、霍亂弧菌、B型炭疽菌、耐氯性軍團(tuán)菌等。細(xì)菌雖然在燒水的過程滅活了，但在死亡的過程中會(huì)釋放細(xì)菌內(nèi)毒素，這些內(nèi)毒素一旦進(jìn)入人體，會(huì)造成一定傷害。
據(jù)她介紹，細(xì)菌內(nèi)毒素是革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁產(chǎn)物。細(xì)菌在生活狀態(tài)時(shí)不釋放出來，只有當(dāng)細(xì)菌死亡自溶或黏附在其他細(xì)胞時(shí)，才表現(xiàn)其毒性，主要表現(xiàn)為致熱性、致死性毒性、白細(xì)胞減少、降低血壓、激活凝血系統(tǒng)、誘導(dǎo)對(duì)內(nèi)毒素的耐受性、誘導(dǎo)抗感染的特異性抵抗力、腫瘤細(xì)胞壞死作用等。所以細(xì)菌內(nèi)毒素一定是對(duì)人體健康不好的，應(yīng)該把它去除掉。
世界衛(wèi)生組織給出的健康飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，就包括不含任何對(duì)人體有毒有害的物質(zhì)，如重金屬、雜質(zhì)和細(xì)菌（致病菌）、放射性物質(zhì)及熒光物質(zhì)等，應(yīng)控制在國(guó)家規(guī)定的指標(biāo)范圍內(nèi)。
“我個(gè)人的觀點(diǎn)是，對(duì)人體完全沒必要的物質(zhì)越少越好，盡可能地把它們?nèi)コ簟！蓖跤裉m說。

“不安凈水器有水垢，甚至有許多有害物質(zhì)，安裝了凈水器連水中的有益元素都凈化掉了，想要喝口干凈健康的水怎么這么難？”如今，很多人都被這樣的問題困擾。

隨著健康飲水日益受到重視，相關(guān)機(jī)構(gòu)也加大技術(shù)研究投入解決這一問題，其中凈水器成為頗受民眾推崇的飲水凈化方式。然而，凈水器雖然一定程度上解決了飲水安全問題，但由于某些凈化方式太過極端，在去除有毒有害物質(zhì)的同時(shí)，水中含有的對(duì)人體有益的微量元素也同樣被過濾掉。
武警河南總隊(duì)醫(yī)院主任醫(yī)師王自勤就表示，純凈水不宜長(zhǎng)期飲用，因?yàn)檫@些水中缺乏人體必需的許多礦物質(zhì)和微量元素，尤其是孕婦、老人與小孩等對(duì)微量元素需求比較高的人，長(zhǎng)期飲用純凈水會(huì)有害健康。
一項(xiàng)**研究成果為解決健康飲水問題帶來了希望。王玉蘭帶領(lǐng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過對(duì)傳統(tǒng)核孔膜技術(shù)的改良，研發(fā)出可以直接用于開水過濾的全新核孔膜過濾濾芯。
據(jù)王玉蘭介紹，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)證明，用一定參數(shù)核孔膜過濾煮沸后的水，過濾后的水總硬度、氟化物及總有機(jī)碳TOC指標(biāo)明顯下降；截留在膜表面的濾餅中含有對(duì)人體危害顯著的重金屬，如幾次都檢測(cè)到的鋁、鉛、鋇、錳、汞、鎘、鉻等；過濾后水中仍含有對(duì)人體有益的微量元素，且比例未見明顯變化。
核孔膜過濾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過過濾30升燒開的北京某地區(qū)地下飲用水，濾芯得到水垢3.0克。水垢中含有對(duì)人體有害的鉛0.27毫克、銀0.7微克、砷10.8微克、鎘31.2微克、鎳0.12毫克、錳40.8微克及鉻、鋁等元素。過濾后的水中不僅去除了有害重金屬元素，對(duì)人體有益的微量元素的比例較過濾前未見明顯變化，得到最大程度保留，非常適宜飲用。
王玉蘭表示，核孔膜技術(shù)將以全新的凈水方式為凈水行業(yè)帶來新的機(jī)遇。根據(jù)人體所需，對(duì)煮沸的自來水直接進(jìn)行“選擇性過濾”，無需其他高昂的凈水設(shè)備，從而使飲用水不僅干凈，而且更加健康，在民眾使用成本上也更加實(shí)惠。
據(jù)介紹，目前這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)與國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品合作，開發(fā)各種形式的便攜式凈水杯具，讓公眾可以隨時(shí)隨地喝到既干凈又健康的水。

■ 對(duì)話專家

核孔膜的開發(fā)研究是以膜分離應(yīng)用為目的最早發(fā)展起來的。由于核孔膜的濾孔孔徑均一，而且濾膜本身是電介質(zhì)薄膜，不存在濾膜本身對(duì)濾液的污染，是精密過濾和篩分粒子的理想工具。那么，核孔膜技術(shù)有哪些民用前景？相對(duì)其他過濾材料，它有哪些優(yōu)勢(shì)？
核孔膜微濾材料應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V，是精密過濾最為理想的材料

王玉蘭：核孔膜微濾材料有別于其他網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)過濾材料，具有非常致密而均勻一致的微孔分布。 此外，還具有孔密度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械輕度高，以及耐酸、弱堿、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，并且具有圓柱、單錐或雙錐狀的多種孔型結(jié)構(gòu)，這種獨(dú)特而**的孔型結(jié)構(gòu)，是其他過濾材料無法比擬的，可根據(jù)不同的技術(shù)要求進(jìn)行精密過濾。因而，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V，能100%截留大于孔徑的粒子，是精密過濾最為理想的材料。

王玉蘭：應(yīng)用領(lǐng)域包括化學(xué)分離、同位素分離、輻射計(jì)量學(xué)、生物工程、醫(yī)學(xué)、質(zhì)譜技術(shù)、絕熱技術(shù)、凈化技術(shù)、真空技術(shù)、電子工業(yè)、制藥工業(yè)、食品工業(yè)、材料科學(xué)等。我們?cè)鲞^蔬菜保鮮實(shí)驗(yàn)，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，跟冰箱保鮮效果差不多，有些指標(biāo)甚至好于冰箱。
核孔膜過濾器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，膜再生容易，完全可以用于民用產(chǎn)品

王玉蘭：我們做了一些實(shí)驗(yàn)證明，核孔膜濾水通量很大，截留效率高，納污能力強(qiáng)，過濾器結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。另外，這個(gè)膜再生很容易，用水在膜表面輕輕一沖，所有污垢就沖掉了。因此，核孔膜完全可以用于民用產(chǎn)品，可以做成非常小的過濾器，覆蓋不同用途。

王玉蘭：目前，這是**能用于開水過濾的精密過濾材料。這項(xiàng)技術(shù)用的不是常規(guī)核孔膜技術(shù)，可以很自豪地說，現(xiàn)在能夠用在非常簡(jiǎn)單的開水過濾器上的核孔膜只有中國(guó)能做，并且實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，國(guó)外還沒有這樣的技術(shù)。

王玉蘭：我們用核孔膜做了一種紗窗，放在窗戶上，用于霧霾防護(hù)。在技術(shù)上也有一個(gè)突破，就是在膜表面和孔壁特殊處理，使它具有PM2.5高效捕捉和阻隔的作用，就是把室外的PM2.5給擋住。

王玉蘭：這種窗紗最關(guān)鍵的材料是核孔膜，在一層薄薄的塑料膜上有大量微米級(jí)微孔。這些微孔分布密度很高，一平方厘米，也就是一個(gè)指甲蓋大小的面積，就有幾十萬個(gè)微孔，而且這些微孔都是直通孔，貫穿膜材料。
孔壁的一些特殊化學(xué)性質(zhì)使得孔壁及膜表面帶有靜電。當(dāng)PM2.5懸浮在空氣中，通過膜材料時(shí)，在靜電作用下，會(huì)被吸附在孔壁上。
另外，膜上的微孔數(shù)量多，非常薄，只有10微米，所以透氣性能非常優(yōu)異，可以高效地進(jìn)行室內(nèi)外氣體交換。甲醛、二氧化碳等有害氣體，因?yàn)槭覂?nèi)濃度高，也可以透過小孔到室外，營(yíng)造室內(nèi)清新的空氣環(huán)境。