摘要：面對(duì)日益遭受污染的飲用水水源，傳統(tǒng)水處理方法已很難有效處理其中的許多微污染物及病原微生物。相比之下，納米材料以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大的功能可以為飲用水處理工藝更新?lián)Q代提供一種潛在的技術(shù)。目前的研究結(jié)果表明，納米TiO 材料經(jīng)紫外光催化后可有效克服反滲透的膜污染問(wèn)題；碳納米管可大大提高反滲透膜的通透性，并能有效去除細(xì)菌與病毒；抗茵納米粒子亦可用于消毒和滅菌，納米粒子的超順磁性還可以有效吸收As等重金屬；活性催化納米粒子可以去除地下水中的有毒污染物。此外，納米傳感器還可快速檢測(cè)水生病原體甚至化學(xué)有毒物質(zhì)和重金屬。然而，納米材料對(duì)環(huán)境和人體健康可能具有潛在的危害，這還有待進(jìn)一步評(píng)估。

關(guān)鍵詞：飲用水,納米碳管,納米抗菌粒子,納米傳感器,膜污染,滅菌／消毒,重金屬,微污染物

由于人類(lèi)對(duì)水資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)、全球氣候改變、水污染加劇、城鎮(zhèn)人口劇增、人均需水量不斷加大等原因，使得人類(lèi)容易獲取的清潔水源總量正不斷減少。如何確保獲得廉價(jià)、清潔的飲用水已成為21世紀(jì)人類(lèi)所面臨的重大挑戰(zhàn)。而傳統(tǒng)的飲用水處理方法已顯得落后，主要是因?yàn)檫@些方法耗材較多、占地面積較大，并且不能穩(wěn)定地滿(mǎn)足日趨嚴(yán)格的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，尤其在原水中出現(xiàn)較多污染物和抗藥性病原體的情況下問(wèn)題更為突出。此外，像加氯、臭氧氧化等傳統(tǒng)消毒方法會(huì)與原水中的不同組分發(fā)生反應(yīng)生成有害副產(chǎn)物，使其很難在獲得良好消毒效果的同時(shí)不產(chǎn)生或少產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物這樣的可持續(xù)目標(biāo)。

當(dāng)今水處理技術(shù)所面臨的另一個(gè)重大挑戰(zhàn)，是很多大城市的供水系統(tǒng)已經(jīng)接近其壽命周期，不能再滿(mǎn)足人口增長(zhǎng)對(duì)需水量的增加，年久失修導(dǎo)致水質(zhì)惡化也對(duì)供水安全構(gòu)成了威脅。此外，在世界很多地區(qū)因缺水而推動(dòng)了開(kāi)發(fā)替代水源的實(shí)際工程項(xiàng)目，如污水再生同用、海水淡化等。所有這些現(xiàn)實(shí)情況顯然需要比傳統(tǒng)方法更為有效的處理技術(shù)，即開(kāi)發(fā)和應(yīng)用可持續(xù)性水管理體制與處理技術(shù)迫在眉睫。最具應(yīng)用前景的措施之一就是對(duì)已使用的水就近再處理與循環(huán)利用，以便在配水管網(wǎng)之內(nèi)解決水質(zhì)惡化問(wèn)題，避免過(guò)分依賴(lài)主供水系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)利用可循環(huán)利用的“新生水”作為飲水之用。很多飲用水處理領(lǐng)域的科學(xué)家和工程師們認(rèn)為，納米技術(shù)可以擔(dān)當(dāng)起恢復(fù)全球清潔飲用水之重任。一些初步研發(fā)成果已顯示，更為先進(jìn)的合成納米材料之潛力是無(wú)窮的。

納米技術(shù)是建立在對(duì)物質(zhì)的理解和控制基礎(chǔ)之上的，即利用1～100 nm分子問(wèn)的相互作用形成更大的具有新型分子組織和功能的結(jié)構(gòu)。納米材料具有很多潛在的優(yōu)點(diǎn)可供開(kāi)發(fā)新處理工藝或優(yōu)化現(xiàn)有處理工藝。納米材料具有巨大的比表面積、高活性、光敏感性及使物質(zhì)易于分離的獨(dú)特性能，如超順磁性(當(dāng)磁性粒子的粒徑小于某一臨界尺寸后，在有外加磁場(chǎng)存在時(shí)表現(xiàn)出較強(qiáng)磁性；但當(dāng)外磁場(chǎng)撤銷(xiāo)時(shí)，在無(wú)剩磁的情況下不再表現(xiàn)出磁性)。納米材料具有的超順磁性可使其在低磁場(chǎng)條件下暫時(shí)形成凝聚體而與水分離；去除外部磁場(chǎng)后可以發(fā)生以上過(guò)程的逆過(guò)程，納米顆粒會(huì)分散開(kāi)來(lái)，從而可被再次使用。研究人員發(fā)現(xiàn)，納米技術(shù)可用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)，并能以較低成本及易操作的方式處理含有多種污染物的原水 。

1 納米技術(shù)應(yīng)用于膜處理系統(tǒng)

2 抗茵納米粒子用于消毒和細(xì)茵控制

3 納米技術(shù)去除砷及其他重金屬

4 活性催化納米粒子去除污染物

5 納米傳感器用于水質(zhì)檢測(cè)

6 納米材料可能存在的缺陷

7 結(jié)語(yǔ)

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