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古往今来,人类与水里的细菌和病毒之战

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水是生命的源泉,是人类赖以生存和发展的不可缺少的最重要的物质资源之一.人的生命一刻也离不开水。在细菌和病毒为人们熟知以前,“净水”的目的还很单纯——去除泥沙等浑浊的可见物,让水更加清澈,口感更好。

直到19世纪末,科学家们发现了水中衍生的复杂微生物。盛行的瘟疫与水污染之间的直接关系也被揭示出来,科技与水中的细菌、病毒的战争,才算真正开始了。— 消灭病毒初级阶段 —消灭水中微生物最简单的方法,就是煮沸烧开——既简单又高效。中国已经有了几千年的喝开水习惯,叫做“百沸无毒”。

但是,中国古代的平民,其实是没有钱买燃料烧开水的,一直到建国后,喝热水才在全民中得到普及。然而经过上百度的高温细菌虽死,但菌尸犹存,成为致病的“热原体”,进入人体可能诱发疾病,如头痛、低热、肠胃不适、关节炎等。随着人类社会的发展,水污染越来越复杂,单纯的把水煮开仅能杀死水中大多数细菌和病毒,有害的重金属、化学物质和杂质一样是无法排除。水中的重金属砷化物、氰化物、亚硝酸盐等有害物质在此就不多做阐述。

到19世纪晚期20世纪初,有些科学家发现,水可以用氯或臭氧来处理消毒,由于成本低廉、使用方便,这种方法很快在自来水厂得到普及。一直到如今,自来水仍然采用这种方法进行消毒杀菌。氯气消毒的原理并不复杂,氯与水反应生成次氯酸,它是一种强氧化剂,可以导致微生物细胞中的酶被氧化,从而使蛋白质无法合成,细菌、病毒因此死亡。虽然给水加氯的方法很大程度上解决了微生物污染问题,但恐怕最初提出这个方法的人并没有发现,加氯消毒存在这么多的有害副产物,如三氯甲烷、氯乙酸等,如果过量,其危害是不可估量的。所以,这些方法,只能算杀菌灭毒的“初级阶段”。— 目前 |病毒拦截阶段 —加氯消毒,本质上是一种化学方法,既然它存在诸多负面作用,那么使用物理拦截手段,就不会有什么风险了吧?
毕竟不管细菌也好,病毒也好,都有一定的体积。只要孔径足够小,就一定可以将它们拦截住。

根据这个思路,人们研发了各种各样的过滤膜:从超滤,到纳滤,再到反渗透,过滤精度也越来越高,拦截的污染物也越来越多,甚至比病毒还要小很多的物质,也可以被拦截掉。事实证明,这种方式是可行的,现在市场上几乎所有的净水器,核心的净化手段都是膜过滤,净水的效果也非常出众。遗憾的是,膜过滤成本是相对比较高的,产生大量废水,而且寿命有限,不可能对所有的自来水都加膜过滤。所以自来水加氯消毒,结合个人家庭中的终端净水设备,成了主流的净水模式。— 未来 |病毒灭杀阶段 —虽然膜可以过滤掉细菌和病毒,但是膜本身就变成了污染源。还有一点它是无能为力的——来自自来水中的余氯,以及一些其他的有毒气体——它们并不是固体,物理拦截无效。经过多年研究,学术界又发现高级氧化技术(AOT)可以灭杀高效灭菌水中的细菌、病毒及有机物,而高级氧化技术是指·OH制备以及诱发一系列的攻击水质污染物、细菌、病毒及微生物反应,从源头上解决了水处理过程中再污染的问题。高级氧化技术规模制备·OH是其标志性核心关键问题。基于此,学术界又进行了无数羟基自由基制备研究工作。


IP属地:河北1楼2020-04-29 08:42回复