Theo báo cáo của Trang mạng Môi trường Trung Quốc vào tháng 8 năm 2016, nước là nguồn sống của mọi sinh vật. Nước uống an toàn có liên quan trực tiếp đến sức khỏe của cư dân. Nhiều chuyên gia dinh dưỡng khuyến khích sử dụng nước đun sôi, cho rằng đó là loại nước uống lành mạnh nhất. Tuy nhiên, trong cặn nước cứng có thể chứa các chất độc hại như kim loại nặng và xác khuẩn. Làm thế nào để có được nước đun sôi vừa an toàn vừa tốt cho sức khỏe? Một kết quả nghiên cứu hoàn toàn mới từ Viện Nghiên cứu Công nghệ năng lượng hạt nhân và năng lượng mới của Đại học Thanh Hoa - Màng lỗ nhân tạo Công nghệ lọc nước sôi 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? Phóng viên đã tiến hành phỏng vấn.
Vương Ngọc Lan
Kỹ sư cao cấp tại Viện Nghiên cứu năng lượng hạt nhân và công nghệ năng lượng mới của Đại học Thanh Hoa
Cặn nước cứng là sự tích tụ của kim loại nặng, muối canxi, bụi bẩn, vi khuẩn, xác ký sinh trùng và các tạp chất khác trong nước, cần phải loại bỏ càng nhiều càng tốt.
Với sự chú trọng ngày càng cao của con người về chất lượng cuộc sống, độ tinh khiết và hàm lượng khoáng chất có lợi trong nước uống trở thành tiêu chí quan trọng hơn. Thiết bị lọc nước đang dần trở thành người bạn đồng hành mới trong gia đình. Tuy nhiên, việc sạch không đồng nghĩa với việc khỏe mạnh, chi phí cao cho việc mua máy lọc nước và thay lõi lọc định kỳ đã làm tăng đáng kể giá thành nước uống, nhưng điều này chưa chắc đã đảm bảo nước uống lành mạnh.
Rất nhiều chuyên gia dinh dưỡng khuyến nghị sử dụng nước đun sôi, và nước máy mà người dân sử dụng đều đã trải qua ba cấp độ kiểm tra quốc gia, được lấy mẫu kiểm tra hàng ngày, hàng giờ và đạt tiêu chuẩn nước sinh hoạt do nhà nước quy định. Ngoài ra, sau khi đun sôi, nước sạch và vô trùng hơn, cải thiện cả độ cứng lẫn chất lượng nước, đồng thời giữ lại một lượng khoáng chất có ích.
Theo bà Vương Ngọc Lan, kỹ sư cao cấp tại Viện Nghiên cứu Công nghệ năng lượng hạt nhân và năng lượng mới của Đại học Thanh Hoa, theo nghiên cứu, khi nước đun sôi được làm nguội xuống 20°C đến 25°C, cấu trúc hóa học của nó sẽ thay đổi, trở thành nước phân tử nhỏ hơn, dễ dàng đi qua màng tế bào cơ thể. Hơn nữa, sau khi đun sôi, các hợp chất hữu cơ như clo trong nước sẽ dễ bay hơi.
bắn cá 3d
Việc đun sôi cũng giúp cải thiện nước có độ cứng cao. Theo thí nghiệm, độ cứng có thể giảm từ hơn 300 xuống còn khoảng 200.
Tuy nhiên, các chuyên gia phân tích rằng nước máy sau khi vận chuyển qua đường ống và bổ sung áp lực bằng bể chứa, thực sự có nguy cơ bị ô nhiễm thứ phát, ảnh hưởng đến chất lượng nước. Mặc dù nước đun sôi đã tiêu diệt được vi khuẩn, nhưng cũng tạo ra một lượng lớn cặn nước cứng. Cặn nước nhìn thấy được chủ yếu là canxi và magie, thực tế không gây hại quá lớn cho cơ thể. Điều quan trọng là phải đề phòng những chất bẩn không nhìn thấy nằm trong cặn nước.
Bà Vương Ngọc Lan cho biết, cặn nước là sự tích tụ của kim loại nặng, muối canxi, bụi, vi khuẩn và xác ký sinh trùng trong nước. Họ từng tiến hành thí nghiệm, sử dụng màng lọc hạt nhân để lọc 30 lít nước đun sôi, trong đó cặn nước chứa lượng arsen lên tới 10,8 microgam, cadmium là 31,2 microgam; hàm lượng chì rất cao, đạt tới 270 microgam.
Bạn uống nước có cặn trong vòng nửa tháng, cơ thể sẽ tích lũy một lượng kim loại nặng đáng kể như vậy,
Một trong những lợi ích lớn nhất của việc đun sôi nước là tiêu diệt vi khuẩn có thể tồn tại trong nước, vậy thì liệu nước đun sôi vẫn có nguy cơ gây hại từ vi khuẩn?
Theo bà, vi khuẩn chính trong nước bao gồm Salmonella, Shigella, E. coli, Vibrio cholerae, Bacillus anthracis loại B, và 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 chất này nếu xâm nhập vào cơ thể có thể gây ra một số tổn thương nhất định.
Theo bà, nội độc tố vi khuẩn là sản phẩm từ vách tế bào của vi khuẩn Gram âm. Chúng không được giải phóng khi vi khuẩn sống, chỉ xuất hiện khi vi khuẩn chết hoặc bám vào các tế bào khác, biểu hiện chủ yếu là gây sốt, độc tính gây chết người, giảm số lượng bạch cầu, hạ huyết áp, kích hoạt hệ thống đông máu, gây ra khả năng kháng với nội độc tố, kích thích khả năng chống nhiễm trùng đặc hiệu, và gây hoại tử tế bào ung thư.
tải game bắn cá
Do đó, nội độc tố vi khuẩn chắc chắn không tốt cho sức khỏe con người và nên được loại bỏ.
Tiêu chuẩn nước uống lành mạnh do Tổ chức Y tế Thế giới đưa ra bao gồm việc không chứa bất kỳ chất độc hại nào đối với cơ thể con người, như kim loại nặng, tạp chất và vi khuẩn (vi khuẩn gây bệnh), vật liệu phóng xạ và vật liệu phát quang, phải được kiểm soát trong phạm vi cho phép của nhà nước.
Theo tôi, các chất không cần thiết cho cơ thể con người nên được loại bỏ càng ít càng tốt,
"Lọc chọn lọc" của màng lỗ nhân tạo có thể loại bỏ các chất độc hại một cách hiệu quả và giữ lại các nguyên tố vi lượng có lợi cho cơ thể trong nước sôi.
Không dùng máy lọc nước thì có cặn, thậm chí có nhiều chất độc hại, nhưng dùng máy lọc nước rồi lại mất đi cả các yếu tố vi lượng có lợi cho cơ thể, muốn uống nước sạch và lành mạnh sao lại khó khăn đến vậy?
Với sự quan tâm ngày càng lớn đến việc uống nước an toàn, các tổ chức liên quan cũng đã tăng cường đầu tư nghiên cứu công nghệ để giải quyết vấn đề này, trong đó máy lọc nước trở thành cách thức được người dân ưa chuộng. Tuy nhiên, mặc dù máy lọc nước đã giải quyết được phần nào vấn đề an toàn nước uống, nhưng do một số phương pháp lọc quá cực đoan, trong khi loại bỏ các chất độc hại, cũng loại bỏ luôn các khoáng chất có lợi cho cơ thể.
Bác sĩ Vương Tử Cần, trưởng khoa tại Bệnh viện Tổng đội Cảnh sát Nhân dân tỉnh Hà Nam cho biết, nước tinh khiết không nên uống lâu dài, vì trong nước này thiếu đi 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 vốn có nhu cầu cao đối với các nguyên tố vi lượng, nếu uống nước tinh khiết lâu dài sẽ không tốt cho sức khỏe.
Một **kết quả nghiên cứu mới hy vọng sẽ mang lại ánh sáng cho vấn đề nước uống lành mạnh. Nhóm nghiên cứu do bà Vương Ngọc Lan dẫn đầu đã cải tiến công nghệ màng lỗ hạt nhân truyền thống, phát triển ra loại màng lọc lỗ hạt nhân mới có thể trực tiếp lọc nước đun sôi.
Theo bà Vương Ngọc Lan, sau nhiều lần thử nghiệm chứng minh, sử dụng màng lỗ hạt nhân với các thông số cụ thể để lọc nước đun sôi, nước sau lọc có chỉ số tổng độ cứng, fluorua và tổng lượng cacbon hữu cơ TOC giảm rõ rệt; các chất độc hại như kim loại nặng bị giữ lại trên bề mặt màng, như chì, nhôm, barium, mangan, thủy ngân, cadmium, crôm... được phát hiện trong các thí nghiệm; trong nước lọc vẫn còn các khoáng chất có lợi cho sức khỏe, tỷ lệ không thay đổi đáng kể, được giữ lại tối đa, rất phù hợp để uống.
Dữ liệu thí nghiệm về màng lỗ hạt nhân cho thấy, sau khi lọc 30 lít nước đun sôi của một nguồn nước ngầm ở Bắc Kinh, lớp cặn thu được từ màng lọc là 3,0 gram.
dự đoán bóng đá
Cặn nước này chứa các kim loại nặng có hại cho cơ thể như chì 0,27 miligram, bạc 0,7 microgam, arsen 10,8 microgam, cadmium 31,2 microgam, niken 0,12 miligram, mangan 40,8 microgam và crôm, nhôm, v. Sau khi lọc, không chỉ loại bỏ được các kim loại nặng có hại, mà các khoáng chất có lợi cho cơ thể vẫn được giữ lại với tỷ lệ không thay đổi đáng kể, rất lý tưởng để uống.
Bà Vương Ngọc Lan cho biết, công nghệ màng lỗ hạt nhân sẽ mang đến một cơ hội mới cho ngành công nghiệp lọc nước. Theo nhu cầu của cơ thể, việc lọc trực tiếp nước đun sôi mà không cần các thiết bị lọc nước đắt tiền khác sẽ không chỉ đảm bảo nước uống sạch mà còn an toàn hơn, giảm đáng kể chi phí cho người sử dụng.
Theo báo cáo, công nghệ này hiện đã hợp tác với các doanh nghiệp trong nước để phát triển các sản phẩm ly, cốc lọc nước di động, giúp công chúng có thể uống nước vừa sạch vừa an toàn bất cứ lúc nào, bất cứ nơi đâu.
■ Đối thoại với chuyên gia
Tại sao màng lỗ nhân tạo có thể lọc các chất độc hại?
Việc nghiên cứu và phát triển màng lỗ hạt nhân ban đầu nhằm mục đích ứng dụng trong tách lọc. Do các lỗ của màng lỗ hạt nhân có đường kính đồng nhất và màng lọc này là một màng điện môi, không gây ô nhiễm cho nước lọc, đây là công cụ lý tưởng cho việc lọc tinh vi và phân loại hạt. Vậy, màng lỗ hạt nhân có những tiềm năng dân dụng gì? So với các vật liệu lọc khác, nó có những ưu điểm gì?
Vật liệu màng lỗ nhân tạo có phạm vi ứng dụng rộng rãi, là vật liệu lý tưởng nhất cho quá trình lọc chính xác.
Báo Môi trường Trung Quốc: Màng lỗ nhân tạo có đặc điểm gì nổi bật?
Bà Vương Ngọc Lan: Vật liệu màng lỗ hạt nhân có cấu trúc khác hẳn so với các vật liệu lọc dạng mạng, có sự phân bố lỗ nhỏ gọn và đều đặn. Ngoài ra, nó còn có mật độ lỗ cao, tính ổn định hóa học tốt, độ bền cơ học cao, chịu được axit nhẹ và kiềm yếu, cũng như có độ ổn định nhiệt tốt. Hơn nữa, nó có nhiều cấu trúc lỗ khác nhau như 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 đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khác nhau cho việc lọc tinh vi. Do đó, lĩnh vực ứng dụng rất rộng, có thể chặn hoàn toàn các hạt lớn hơn đường kính lỗ, là vật liệu lý tưởng cho việc lọc tinh vi.
Báo Môi trường Trung Quốc: Loại màng này được sử dụng chủ yếu ở những lĩnh vực nào?
Bà Vương Ngọc Lan: Lĩnh vực ứng dụng bao gồm phân tách hóa học, phân li đồng vị, đo lường bức xạ, kỹ thuật sinh học, y học, kỹ thuật khối phổ, kỹ thuật cách nhiệt, kỹ thuật lọc, kỹ thuật chân không, công nghiệp điện tử, công nghiệp dược phẩm, công nghiệp thực phẩm, khoa học vật liệu, v.v. Chúng tôi từng tiến hành thí nghiệm bảo quản rau, so sánh thấy hiệu quả gần giống như tủ lạnh, một số chỉ số thậm chí tốt hơn tủ lạnh.
Bộ lọc màng lỗ nhân tạo có cấu trúc đơn giản, tái sinh màng dễ dàng, hoàn toàn có thể áp dụng cho sản phẩm dân dụng.
Báo Môi trường Trung Quốc: Công nghệ cao này có phù hợp để dân dụng hóa không?
Bà Vương Ngọc Lan: Chúng tôi đã thực hiện một số thí nghiệm chứng minh rằng màng lỗ hạt nhân 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 sinh rất dễ dàng, chỉ cần rửa nhẹ với nước trên bề mặt màng, tất cả các vết bẩn sẽ trôi đi. Do đó, màng lỗ hạt nhân hoàn toàn có thể được sử dụng cho các sản phẩm dân dụng, có thể chế tạo thành các bộ lọc nhỏ gọn phục vụ nhiều mục đích khác nhau.
Báo Môi trường Trung Quốc: Hiện nay, nước ngoài có công nghệ tương tự không?
Bà Vương Ngọc Lan: Hiện tại, đây là vật liệu lọc tinh vi duy nhất có thể sử dụng để lọc nước đun sôi. Công nghệ này không phải là công nghệ màng lỗ hạt nhân thông thường, có thể tự hào nói rằng hiện tại có thể áp dụng công nghệ này vào các bộ lọc nước đun sôi đơn giản như vậy chỉ có ở Trung Quốc, và đã được công nghiệp hóa, chưa có nước ngoài nào có công nghệ tương tự.
Báo Môi trường Trung Quốc: Ngoài việc lọc nước sôi, màng lỗ nhân tạo còn có ứng dụng nào khác trong cuộc sống dân sự không?
Chúng tôi đã sử dụng màng lỗ hạt nhân để làm một loại cửa sổ chắn, đặt trên cửa sổ, dùng để bảo vệ khỏi khói bụi. Trong kỹ thuật cũng có một bước đột phá, đó là xử lý đặc biệt bề mặt và tường lỗ của màng, khiến nó có khả năng bắt giữ và ngăn chặn PM2.5 hiệu quả, tức là chặn các hạt bụi mịn từ bên ngoài.
Báo Môi trường Trung Quốc: Cụ thể, nó thực hiện việc ngăn chặn hiệu quả PM2.5 như thế nào?
Vật liệu quan trọng nhất của cửa sổ chắn này là màng lỗ hạt nhân, trên một tấm màng nhựa mỏng có rất nhiều lỗ nhỏ micromet. Các lỗ này có mật độ phân bố rất cao, một centimét vuông, tức là diện tích bằng móng tay, có vài trăm nghìn lỗ, và các lỗ này đều là lỗ xuyên suốt, xuyên suốt qua vật liệu màng.
Tính chất hóa học đặc biệt của tường lỗ khiến tường lỗ và bề mặt màng mang điện tích tĩnh điện. Khi PM2.5 lơ lửng trong không khí và đi qua màng, dưới tác động của điện tích, chúng sẽ bị hấp thụ vào tường lỗ.
Ngoài ra, số lượng lỗ trên màng nhiều, rất mỏng, chỉ 10 micromet, vì vậy khả năng thông gió rất tốt, có thể thực hiện hiệu quả giao lưu khí giữa trong nhà và ngoài trời. Các khí độc hại như formaldehyd, carbon dioxide, vì có nồng độ cao trong nhà, cũng có thể xuyên qua các lỗ nhỏ ra ngoài trời, tạo môi trường không khí trong lành trong nhà.
