Công nghệ lọc nước bằng màng lỗ hạt nhân - Bảo vệ an toàn cho nguồn nước uống

Thời gian đăng: 2021-12-08

Đọc trước

Nước là nguồn gốc của sự sống. An toàn nguồn nước liên quan trực tiếp đến sức khỏe người dân. Nhiều chuyên gia dinh dưỡng khuyến khích uống nước đun sôi, cho rằng đây là loại nước lành mạnh nhất. Tuy nhiên, cặn nước đun sôi có thể chứa các chất độc hại như kim loại nặng, xác vi sinh vật. Làm thế nào để có được nước đun sôi vừa an toàn vừa lành mạnh? Một kết quả nghiên cứu hoàn toàn mới từ Viện Nghiên cứu Năng lượng Hạt nhân và Công nghệ Năng lượng Mới của Đại học Thanh Hoa - Màng lỗ hạt Công nghệ lọc nước nóng mang lại hy vọng cho việc giải quyết vấn đề này.

Vậy, công nghệ màng lỗ nhân tạo là gì? Nó hoạt động như thế nào để làm sạch nước?

Cặn nước là hỗn hợp của kim loại nặng, muối canxi, bụi, vi sinh vật gây bệnh và xác ký sinh trùng trong nước. Chúng ta cần loại bỏ chúng càng nhiều càng tốt.

Với ngày càng nhiều người chú trọng hơn đến chất lượng cuộc sống, độ tinh khiết và hàm lượng khoáng chất có lợi trong nước trở thành mục tiêu cao hơn. Thiết bị lọc nước trở thành một xu hướng mới trong ngành gia dụng. Tuy nhiên, việc chỉ đảm bảo nước sạch không đồng nghĩa với việc đảm bảo nước lành mạnh, chi phí cho máy lọc nước cao cấp và thay thế bộ lọc thường xuyên chắc chắn làm tăng chi phí sử dụng nước, nhưng không chắc đã mang lại nước lành mạnh.

Rất nhiều chuyên gia dinh dưỡng khuyến khích uống nước đun sôi, nước mà người dân sử dụng đều đã được kiểm tra ba lần theo tiêu chuẩn quốc gia về nước sinh hoạt. Nước này được kiểm tra hàng ngày, hàng giờ để đảm bảo an toàn. Ngoài ra, nước đun sôi sẽ sạch và vô trùng, sau khi đun sôi, độ cứng và chất lượng nước được cải thiện, đồng thời giữ lại một lượng khoáng chất cần thiết.

Kỹ sư cao cấp Viện Nghiên cứu Công nghệ Năng lượng Hạt nhân và Năng lượng Mới của Đại học Thanh Hoa, bà Vương Ngọc Lan

Theo nghiên cứu, nước đun sôi làm lạnh ở nhiệt độ 20°C đến 25°C có cấu trúc hóa học thay đổi, trở thành nước phân tử nhỏ hơn, dễ dàng đi qua màng tế bào vào bên trong tế bào. Hơn nữa, khi đun sôi, một số chất hữu cơ như clo dễ bay hơi. Sau khi đun sôi, nước còn giúp cải thiện độ cứng cao của nước. Thí nghiệm cho thấy độ cứng giảm từ hơn 300 xuống khoảng 200.

Tuy nhiên, các chuyên gia giải thích rằng nước máy sau khi vận chuyển qua đường ống và áp lực bổ sung từ bể chứa có nguy cơ ô nhiễm thứ cấp, ảnh hưởng đến chất lượng nước. Nước đun sôi tuy đã tiệt trùng bằng nhiệt độ cao, nhưng cũng tạo ra nhiều cặn. Cặn nhìn thấy được chủ yếu là canxi, magie, không quá nguy hiểm đối với sức khỏe con người. Điều cần đề phòng là những chất bẩn không nhìn thấy nằm trong cặn đó.

Kỹ sư cao cấp Viện Nghiên cứu Công nghệ Năng lượng Hạt nhân và Năng lượng Mới của Đại học Thanh Hoa, bà Vương Ngọc Lan

Cặn nước là hỗn hợp của kim loại nặng, muối canxi, bụi, vi sinh vật và xác ký sinh trùng trong nước. Họ từng thực hiện thí nghiệm, dùng màng nhân tạo lõi hạt lọc 30 lít nước đun sôi, trong đó cặn nước chứa lượng arsen lên tới 10,8 microgram, cadmium là 31,2 microgram; chì có hàm lượng rất cao, đạt 270

Nếu cặn nước không được lọc bỏ, sau nửa tháng uống nước, cơ thể sẽ tích tụ một lượng lớn kim loại nặng. Họ đã nhờ Trung tâm Phân tích Lý-Hóa Bắc Kinh tiến hành kiểm tra, nhiều thí nghiệm đều phát hiện thấy kim loại nặng.

Một trong những lợi ích lớn nhất khi đun nước là tiêu diệt vi khuẩn có thể tồn tại trong nước, vậy thì nước đun sôi vẫn có nguy cơ vi khuẩn không?

Kỹ sư cao cấp Viện Nghiên cứu Công nghệ Năng lượng Hạt nhân và Năng lượng Mới của Đại học Thanh Hoa, bà Vương Ngọc Lan

Các vi khuẩn chính trong nước bao gồm Salmonella, Shigella, Escherichia coli, Vibrio cholerae, Bacillus anthracis B-type, Legionella kháng clo. Mặc dù vi khuẩn đã bị tiêu diệt trong quá trình đun sôi, nhưng trong quá trình chết, chúng sẽ giải phóng nội độc tố vi khuẩn. Những nội độc tố này nếu vào cơ thể có thể gây ra một số tổn thương.

Nội độc tố vi khuẩn là sản phẩm từ vách tế bào của vi khuẩn Gram âm. Trong trạng thái sống, chúng không được giải phóng, chỉ khi vi khuẩn chết hoặc tự hòa tan hoặc dính vào tế bào khác, chúng mới biểu hiện độc tính, chủ yếu bao gồm tính gây nóng, độc tính gây chết, giảm số lượng bạch cầu, hạ huyết áp, kích hoạt hệ thống đông máu, kích thích khả năng chịu đựng nội độc tố, kích thích khả năng kháng nhiễm khuẩn đặc hiệu, và tác dụng hủy hoại tế bào ung thư. ban ca thuong Do đó, nội độc tố vi khuẩn chắc chắn không tốt cho sức khỏe con người, nên phải loại bỏ.

Tiêu chuẩn nước uống lành mạnh do Tổ chức Y tế Thế giới đưa ra bao gồm không chứa bất kỳ chất độc hại nào đối với cơ thể người, như kim loại nặng, tạp chất và vi khuẩn (vi khuẩn gây bệnh), vật liệu phóng xạ và chất huỳnh quang, phải nằm trong giới hạn cho phép theo quy định quốc gia.

Lọc chọn lọc của màng lỗ nhân tạo có thể loại bỏ hiệu quả các chất độc hại và giữ lại các nguyên tố vi lượng có lợi cho sức khỏe trong nước sôi.

Không dùng máy lọc nước vì sợ có cặn và thậm chí có nhiều chất độc hại, nhưng khi lắp đặt máy lọc nước lại làm mất đi các nguyên tố có lợi trong nước. Muốn uống nước sạch và lành mạnh sao lại khó khăn như vậy?

Với sự quan tâm ngày càng lớn đến nước uống an toàn, các tổ chức liên quan cũng tăng cường đầu tư nghiên cứu công nghệ để giải quyết vấn đề này, trong đó máy lọc nước trở thành cách lọc nước được nhiều người tin dùng. Tuy nhiên, mặc dù máy lọc nước đã phần nào giải quyết được vấn đề an toàn nước uống, nhưng do một số phương pháp lọc quá cực đoan, trong khi loại bỏ chất độc hại, các nguyên tố vi lượng có lợi cho cơ thể cũng bị lọc đi.

Bác sĩ trưởng Vương Tự Cần từ Bệnh viện Tổng đội Cảnh sát Nhân dân tỉnh Hà Nam

Nước tinh khiết không nên uống lâu dài, vì trong nước này thiếu nhiều khoáng chất và nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể, đặc biệt là phụ nữ mang thai, người già và trẻ em, những người cần nhiều nguyên tố vi lượng hơn. Uống nước tinh khiết lâu dài có thể gây hại cho sức khỏe.

Một kết quả nghiên cứu mới đã mang lại hy vọng trong việc giải quyết vấn đề nước uống an toàn. Nhóm nghiên cứu do bà Vương Ngọc Lan dẫn đầu đã cải tiến công nghệ màng nhân tạo lõi hạt truyền thống, phát triển ra bộ lọc màng nhân tạo lõi hạt hoàn toàn mới có thể lọc nước đun sôi.

Theo bà Vương Ngọc Lan, nhiều thí nghiệm đã chứng minh rằng, sử dụng bộ lọc màng nhân tạo lõi hạt với các thông số nhất định để lọc nước đun sôi, các chỉ số tổng độ cứng, fluorua và tổng lượng carbon hữu cơ TOC giảm rõ rệt; các chất độc hại như kim loại nặng bị giữ lại trên bề mặt màng, như nhôm, chì, barium, mangan, thủy ngân, cadmium, crôm đã được phát hiện nhiều lần; nước lọc vẫn giữ lại các nguyên tố vi lượng có lợi cho cơ thể, tỷ lệ không thay đổi đáng kể. dự đoán bóng đá

Dữ liệu thí nghiệm về màng nhân tạo lõi hạt cho thấy, sau khi lọc 30 lít nước đun sôi của nguồn nước dưới lòng đất ở một khu vực ở Bắc Kinh, bộ lọc thu được 3,0 gram cặn. Cặn này chứa chì có hại cho sức khỏe 0,27 miligram, bạc 0,7 microgram, arsen 10,8 microgram, cadmium 31,2 microgram, nikel 0,12 miligram, mangan 40,8 microgram và các nguyên tố như crôm, alumin. Sau khi lọc, không chỉ các nguyên tố kim loại nặng có hại đã được loại bỏ, mà các nguyên tố vi lượng có lợi cho cơ thể vẫn được giữ lại, tỷ lệ không thay đổi đáng kể, rất phù hợp để uống.

Bà Vương Ngọc Lan cho biết, công nghệ màng nhân tạo lõi hạt sẽ mang đến cơ hội mới cho ngành công nghiệp lọc nước. Theo nhu cầu của cơ thể, nước đun sôi có thể được

Theo thông tin, công nghệ này đã hợp tác với các doanh nghiệp trong nước để phát triển các sản phẩm cốc lọc nước di động, giúp người dân có thể uống nước sạch và lành mạnh mọi lúc mọi nơi.

Báo Môi trường Trung Quốc

Tại sao màng lỗ hạt có thể lọc bỏ chất độc hại?

Nghiên cứu và phát triển màng nhân tạo lõi hạt bắt đầu từ mục đích ứng dụng tách chiết, với các lỗ lọc đều đặn và màng điện môi không gây ô nhiễm cho dung dịch lọc, là công cụ lý tưởng cho việc lọc tinh vi và phân tách hạt.

Màng lỗ nhân tạo có những đặc điểm gì?

Chất liệu màng nhân tạo lõi hạt có cấu trúc vi lỗ rất chặt chẽ và đồng đều. ban ca thuong Ngoài ra, nó còn có mật độ lỗ cao, độ ổn định hóa học tốt, độ bền cơ học cao, và khả năng chống axit, kiềm yếu, nhiệt độ cao. Các lỗ có hình trụ, hình nón đơn hoặc kép, cấu trúc lỗ độc đáo này không thể so sánh với các vật liệu lọc khác, có thể điều chỉnh chính xác theo yêu cầu kỹ thuật. Do đó, lĩnh vực ứng dụng rất rộng, có thể chặn 100% các hạt lớn hơn kích thước lỗ, là vật liệu lý tưởng cho việc lọc tinh vi.

Loại màng này chủ yếu được áp dụng trong những lĩnh vực nào?

Lĩnh vực ứng dụng bao gồm phân tách hóa học, tách đồng vị, đo lường bức xạ, kỹ thuật sinh học, y học, kỹ thuật quang phổ khối, kỹ thuật cách nhiệt, công nghệ lọc, công nghệ chân không, công nghiệp điện tử, công nghiệp dược phẩm, công nghiệp thực phẩm, khoa học vật liệu. Chúng tôi từng làm thí nghiệm bảo quản rau, so sánh với hiệu quả bảo quản trong tủ lạnh, một số chỉ số thậm chí tốt hơn tủ lạnh.

Công nghệ cao cấp này có phù hợp với việc dân dụng hóa không?

Chúng tôi đã tiến hành một số thí nghiệm chứng minh rằng màng nhân tạo lõi hạt có lưu lượng lọc lớn, hiệu suất giữ lại cao, khả năng chịu tải lớn, cấu trúc bộ lọc rất đơn giản. Hơn nữa, màng này tái tạo rất dễ dàng, chỉ cần xịt nhẹ nước lên bề mặt màng, tất cả các chất bẩn sẽ trôi đi. Vì vậy, màng nhân tạo lõi hạt hoàn toàn có thể được sử dụng trong các sản phẩm dân dụng, có thể làm thành bộ lọc rất nhỏ để đáp ứng các nhu cầu khác nhau.

Hiện nay nước ngoài có công nghệ tương tự hay không?

Hiện tại, đây là vật liệu lọc tinh vi duy nhất có thể dùng để lọc nước đun sôi. Công nghệ này không phải là công nghệ màng nhân tạo lõi hạt thông thường, có thể tự hào nói rằng, hiện tại có thể áp dụng công nghệ màng nhân tạo lõi hạt cho bộ lọc nước đun sôi rất đơn giản chỉ có ở Trung Quốc và đã được công nghiệp hóa, chưa có công nghệ tương tự ở nước ngoài.

Ngoài việc lọc nước sôi, màng lỗ nhân tạo còn được ứng dụng trong những lĩnh vực dân sinh khác không?

Chúng tôi đã sử dụng màng nhân tạo lõi hạt để làm một loại cửa sổ chắn gió, đặt trên cửa sổ, dùng để bảo vệ khỏi ô nhiễm không khí. Về mặt công nghệ, cũng có một bước đột phá, đó là xử lý đặc biệt bề mặt màng và lỗ, khiến nó có khả năng bắt giữ và ngăn chặn PM2.5 hiệu quả, tức là chặn bụi mịn từ bên ngoài.

Cụ thể, nó hoạt động như thế nào để ngăn chặn hiệu quả PM2.5?

Điểm quan trọng nhất của loại cửa sổ chắn gió này là vật liệu màng nhân tạo lõi hạt, trong một lớp mỏng nhựa có rất nhiều lỗ Những lỗ này có mật độ phân bố cao, một centimet vuông, tức là diện tích của móng tay, có hàng trăm ngàn lỗ vi micromet, và các lỗ này đều là lỗ thông suốt, xuyên suốt vật liệu.

Những đặc tính hóa học đặc biệt của thành lỗ khiến bề mặt lỗ và màng mang điện tích tĩnh điện. Khi PM2.5 lơ lửng trong không khí, khi đi qua vật liệu màng, dưới tác động của điện tích tĩnh, chúng sẽ bị hấp thụ vào thành lỗ.

Thêm vào đó, số lượng lỗ trên màng nhiều, mỏng chỉ 10 micromet, vì vậy khả năng thông gió rất xuất sắc, có thể trao đổi khí hiệu quả giữa trong nhà và ngoài trời. Các khí độc hại như formaldehyd, carbon dioxide, vì nồng độ trong nhà cao, cũng có thể xuyên qua các lỗ nhỏ ra ngoài, tạo không gian trong lành trong nhà.


Bài trước: [Khoa học môi trường] Khoa học bảo vệ an toàn nguồn nước Bài sau: Khoa học bảo vệ an toàn nguồn nước
Đề xuất thêm:
1. Sáu giá trị chính của hệ thống truy xuất nguồn gốc sản phẩm 2. Thiết bị phát hiện đa liên hợp màng lỗ nhân tế bào và phương pháp sử dụng... 3. Một loại màng lỗ nhân tạo và cửa sổ màng lỗ 4. Màng lỗ nhân tạo được áp dụng vào những lĩnh vực nào chính? 5. Màng nhân quả: Đột phá sáng tạo trong lĩnh vực bảo quản và logistics 6. Khác biệt giữa màng lỗ ion nặng và màng lỗ nhân tạo 7. Màng lỗ nhân tử được hình thành như thế nào? 8. Ứng dụng màng nhân tạo trong các lĩnh vực khác
Copyright © Cô Số giấy phép: