10创新净水

如果我们能利用的巨大海洋作为饮用水的来源,每个人都绰绰有余。但这意味着去除盐,这是低效和昂贵的使用现有的技术。这就是为什么一个新进程,由新泽西理工学院化学工程教授Kamalesh Sirkar,有如此耀眼的承诺。Sirkar的直接接触膜蒸馏(DCMD)系统,加热海水流动在一个塑料薄膜,其中包含一系列的空心管充满寒冷的蒸馏水。DCMD管的微小孔隙,设计,这样他们可以通过收集的水蒸气渗透,但不是通过盐。蒸汽扩散通过毛孔和画,再冷凝成液态水。

根据Sirkar,他的系统非常有效,它可以生产80升(21加仑)每100升饮用水(26加仑)的海水,现有的两倍海水淡化技术可以生产。DCMD的一个潜在缺点是,它需要一个稳定、廉价的热源,以防止水温两侧膜的平衡。但DCMD系统有可能有朝一日能回收废热从岸上工厂和近海石油钻探操作,对每个人都是一个双赢的[来源:Greenmeier]。

粘土陶瓷过滤器工作方式类似于前一节中描述的海水淡化技术。基本上,水流通过粘土包含很多小孔,这是大到足以让水分子,但是太小了细菌、灰尘和其他坏事[来源:美国道尔顿]。第一个这样的设备是由一个英国波特,亨利·道尔顿,早在1800年代初净化的水来自泰晤士河,未经处理的污水污染的山峰,霍乱和伤寒是持续的危险[来源:布罗德里克]。

自道尔顿,其他发明家已经改进他的基本概念,如添加银涂层杀死细菌,所以今天的陶瓷过滤器做一个更好的工作摆脱危险的病原体。真正革命性的发展,但是,是人道主义非政府组织设立了工厂,放弃大量的廉价的陶瓷过滤器在发展中国家。

2006年的一项研究发现,柬埔寨人曾经简单的过滤器,它是可移植的,不需要能量,腹泻病的发病率降低了46%,E。杆菌污染的水从2003年95%利率[来源:资源开发国际——柬埔寨]

这些陶瓷过滤器的一个缺点是过滤的速度。水渗漏出来的粘土过滤速度每小时2升(2.11夸脱)。但是这个过程需要放缓给银解决方案时间杀死病原体。过滤器也不像砷去除有害化学物质。

在美国,水companies add a small amount of氟化——0.8和1.2毫克每升之间饮用水作为一种保护牙齿腐烂。但在世界的某些地方,包括印度、中东和一些非洲国家,水已经有许多自然产生的氟化,可以水平如此之高,以至于他们有害健康。新利国际网站品牌官网在一个印度村庄,例如,一个自然发生的5 - 23毫克(水平。每升00017 .008盎司)使居民遭受了严重的贫血,僵硬的关节、肾衰竭和牙齿[来源:世界卫生组织新利国际网站品牌官网]。

幸运的是,印度研究人员提供了一个可能的解决方案在2013年3月国际环境工程杂志》上的一篇文章。研究人员开发了一种过滤系统,使用一个常见的草药,Tridax procumbens,吸收多余的氟饮用水。植物,它也被用于提取从水中有毒重金属,吸引了氟离子当水通过它的温度大约27摄氏度(80.6华氏度)。过滤器可能会提供一个便宜的,易于使用的方式使水安全的地方供应包含过多的氟化物。但它也可能会被美国和其他国家的人不喜欢氟化物水被添加到他们的[来源:科学日报]。

沙子和碎石用于水净化了数千年,在1804年,一个名叫约翰·吉布的苏格兰人设计并建造了第一个过滤器,水通过紧张沙粒去除大颗粒的污染。他的技术很好,很快,伦敦和其他欧洲大城市使用它让河水看起来清晰和味道更好。

1800年代末期,科学家发现过滤安全喝了水,自停在粒子滤波的帮助传播导致水源性疾病的微生物。过滤的价值是在1892年,当城市汉堡,得到其饮用水从易北河,遭受霍乱疫情导致7500人死亡,而阿尔托那的邻近城市,水一样的河过滤,逃脱几乎没有[来源:豪氏威马和木材]。

但最近,研究人员已经找到了如何沙粒涂石墨氧化物创建“超级沙”,据说可以过滤有害物质从水18新利最新登入中汞等有效地作为普通的五倍沙子。Workcontinues设法使超级沙吸收更多的污染,并最终使用它在发展中国家的水源在哪里危险污染[来源:科学日报]。

如果你看过1940年代电影黑色喜剧“砷和旧的花边,这善意的被自己主动把孤独老人的痛苦,给他们接骨木葡萄酒含有砷,你知道后者物质是很糟糕的东西。饮用水污染,砷会引起膀胱,肺癌和皮肤癌,损害神经系统、心脏和血管[来源:国家资源保护委员会]。

不幸的是,在今天的发展中国家近1亿人暴露于砷含量极高的水,他们买不起的复杂、昂贵的净化方法在美国摆脱它。18新利最新登入然而,一项新技术可能提供一个解决方案。蒙茅斯大学(n . j .)化学教授Tsanangurayi Tongesayi已经开发出了一种廉价的arsenic-removing系统中作业的普通塑料饮料瓶子涂以半胱氨酸一种氨基酸。塑料碎片被添加到水时,半胱氨酸结合的砷,删除它和呈现水饮用。在测试中,他能够水含有危险的20 ppb,砷含量减少到0.2十亿分之几,这符合美国环境保护署的标准[来源:科学日报]

在贫穷的国家,人们买不起建造昂贵的污水处理厂,他们有时会依赖——一个免费的资源阳光。来自太阳的热量和紫外线辐射

消灭大部分细菌导致腹泻,一个小病,声称4000名儿童的生命每天都在非洲。并发症:为了工作的过程,水必须清楚,这是一个问题在农村地区,人们把水从河流、溪流和水井产生水装满暂停粘土颗粒。

但是约书亚皮尔斯,材料科学和工程学副教授密西根科技大学,和同事Brittney Dawney来自皇后区安大略省大学有一个解决方案。2012年在《华尔街日报》的一篇文章的水、环境卫生和个人卫生的发展,他们提出了一个太阳能消毒方案,首先对与这一过程被称为水絮凝中,少量的表盐添加到水画出粘土。而导致饮用水盐水平高于美国人,还是有少比佳得乐。“我喝这水我自己,”皮尔斯在一次采访中说。“如果我是某个地方没有干净的水,我有孩子腹泻,这可以挽救他们的生命,我使用它,毫无疑问”[来源:科学日报,Dawney和皮尔斯]。

为旅行者在发展中国家,暴露在不安全的水是一个很大的风险。不是很好如果你可以用一块魔杖到水和净化呢?现在,从本质上讲,你可以。手持设备称为SteriPEN,由地区上市公司水电光子,用途紫外线根除致病微生物。瓶装水使用的设备使用相同的净化技术的植物,但它是小型化,重量只有6.5盎司(184克)和背包。粘成一升的溪流或池塘水90秒,瞧,它的安全饮用[来源:石头]。这种便携式水净化系统可以破坏细菌、病毒和原生动物,如贾第鞭毛虫和隐孢子虫,会导致疾病[来源:纽约时报]。

大市场SteriPENS背包客和旅行者,但是他们也被美国军方使用。SteriPEN还捐赠了一些设备,游戏管理员在远程工作荒野地方没有自来水[来源:石头]。与紫外线净化一个警告:水多云必须首先预滤器,以去除悬浮颗粒(来源:疾病控制和预防中心]。

水净化过滤器是一种方便、廉价的方法在发展中国家。但是弗吉尼亚大学非营利的人道主义组织“PureMadi——“Madi”是Tshivenda南非“水”——这个词有一个额外的易于使用的技术,可以净化一个容器的水通过沉浸在它[来源:Samarrai]。MadiDrop是小的陶瓷大小的磁盘,一个汉堡肉饼,其中包含的微生物杀灭银或铜纳米粒子。纳米粒子基本上是非常微小物体科学家特别设计的行为作为一个单元[来源:Samarrai,Mandal]。

MadiDrop更便宜,更容易使用,更容易运输比更大的陶瓷花盆过滤器(见第一页),PureMadi已经在非洲工厂,根据詹姆斯·史密斯,一位土木和环境工程师是项目的领导人之一。一个缺点,就是MadiDrop不移除水中的悬浮颗粒,使水多云。所以在理想情况下,用户将水通过一个两步纯化过程中,首先利用花盆过滤器除去沉淀物,然后消除微生物MediDrop[来源:Samarrai]。

我们中的许多人可能认为藻类总东西我们必须清理鱼缸时不时的,但它们也可以是一个严重的健康威胁。新利国际网站品牌官网花朵的蓝绿藻,称为蓝藻,是发现在新鲜和全世界盐水。它们产生的毒素被称为毒素容易消化的人喝,游泳或洗澡的水受污染。一旦毒素进入你的身体,他们可以攻击你肝细胞。这显然不是你想发生的事情。

不幸的是,传统的水处理方法,如砂过滤和氯化,不要摆脱这些微小的威胁。这就是为什么一个新的纯化方法由苏格兰的罗伯特戈登大学的研究人员开发的有太多的承诺。研究人员已经确定了超过10个不同的菌株,喜欢毒素吃午餐,并能够代谢分解成无害、无毒材料。如果藻类致命的细菌引入水源,他们应该能够摆脱毒素,使水安全饮用不使用任何潜在的有害化学物质[来源:科学日报]。

我们已经提到了一个创新的新设备,利用银或铜纳米粒子的MadiDrop杀死细菌。但是纳米技术——也就是说,真正的工程,很小的对象和结构,比人类头发的宽度小,有更多的潜力,帮助清理世界饮用水。印度D.J. Sanghvi工程学院的研究人员说,过滤器由碳纳米管和氧化铝纤维,例如,不仅能够去除泥沙和细菌,但即使是有毒元素如砷的痕迹。

使用的一个优点纳米过滤器他们称为,它们比传统的水更有效过滤系统,不需要太多的水压力。但即使他们的毛孔小得多比传统过滤器,他们有一个类似的或更快的流速[来源:科学日报]。

在麻省理工学院的研究人员甚至还在研究使用纳米技术进行海水淡化。他们尝试使用床单石墨烯碳的一种形式,只是一个单原子厚度,过滤海水。使用纳米技术,可以创建表充满了微小孔,厚度仅有一米的1000000000,可以阻止颗粒盐但允许水分子通过[来源:钱德勒]。