Theo trang mạng môi trường Trung Quốc vào tháng 8 năm 2016, nước là nguồn gốc của sự sống. An toàn uống nước liên quan đến sức khỏe của người dân. Nhiều chuyên gia dinh dưỡng khuyến khích uống nước đun sôi, cho rằng đó là loại nước uống lành mạnh nhất. Tuy nhiên, trong cặn nước đun sôi từ nước máy cũng có thể chứa các chất độc hại như kim loại nặng, xác khuẩn chết... Làm thế nào để uống được nước đun sôi an toàn và lành mạnh? Một kết quả nghiên cứu mới của Viện Nghiên cứu Công nghệ Năng lượng Hạt nhân và Năng lượng Mới thuộc Đại học Thanh Hoa - Màng lỗ hạt nhân Công nghệ lọc nước đun sôi mang lại hy vọng cho việc giải quyết vấn đề này.
Vậy, công nghệ màng lỗ hạt nhân 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 Công nghệ Năng lượng Hạt nhân và Nguồn năng lượng mới của Đại học Thanh Hoa
Cặn nước là sự lắng đọng của kim loại nặng, muối canxi, bụi bẩn, vi khuẩn, xác ký sinh trùng trong nước, cần loại bỏ càng nhiều càng tốt.
Khi mọi người ngày càng chú trọng hơn đến chất lượng cuộc sống, độ tinh khiết của nước và hàm lượng khoáng chất có lợi trở thành tiêu chí cao hơn, các thiết bị lọc nước trở thành món đồ gia dụng mới mẻ. Tuy nhiên, sạch không đồng nghĩa với lành mạnh, chi phí cao của máy lọc nước và việc thay lõi thường xuyên chắc chắn làm tăng giá thành nước uống, nhưng không chắc đã đảm bảo nước uống an toàn.
Nhiều chuyên gia dinh dưỡng khuyến khích uống nước đun sôi, nước máy mà người dân sử dụng đều được kiểm tra ba cấp độ quốc gia, được kiểm tra mẫu mỗi ngày, mỗi giờ, đạt tiêu chuẩn nước uống sinh hoạt của quốc gia. Ngoài ra, sau khi đun sôi, nước sạch và vô trùng, chất lượng nước và độ cứng nước được cải thiện và giữ lại một lượng khoáng chất vừa đủ.
Theo bà Vương Ngọc Lan, kỹ sư cao cấp tại Viện Nghiên cứu Công nghệ Năng lượng Hạt nhân và Năng lượng Mới thuộc Đại học Thanh Hoa, theo nghiên cứu, nước đun sôi làm lạnh xuống 20°C đến 25°C, cấu trúc hóa học sẽ thay đổi, trở thành nước phân tử nhỏ, dễ dàng đi qua màng tế bào vào bên trong tế bào. Ngoài ra, khi nước đun sôi, một số chất hữu cơ như clo, phần lớn dễ bay hơi. Nước đun sôi còn có thể làm giảm độ cứng nước quá cao. Thí nghiệm cho thấy độ cứng có thể giảm từ hơn 300 xuống dưới 200.
Tuy nhiên, các chuyên gia giải thích rằng nước máy sau khi vận chuyển qua đường ống, nước được bơm bổ sung bằng bể chứa, thực sự có nguy cơ bị ô nhiễm thứ cấp, ảnh hưởng đến chất lượng nước. Nước đun sôi tuy đã tiệt trùng bằng nhiệt cao, nhưng cũng sẽ tạo ra rất nhiều cặn nước. Cặn nước nhìn thấy được chủ yếu là canxi, magie, không gây hại lớn cho cơ thể con người. Cần đề phòng những chất bẩn không nhìn thấy nằm trong cặn nước.
Bà Vương Ngọc Lan cho biết, cặn nước là sự lắng đọng của kim loại nặng, muối canxi, bụi bẩn, vi khuẩn, 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 có hàm lượng asen đạt 10,8 microgam, cadmium là 31,2 microgam; hàm lượng chì rất cao, đạt 270 microgam.
“Nếu cặn nước trong nước không được lọc, uống nước trong nửa tháng, lượng kim loại tích tụ trong cơ thể sẽ là như vậy.” Bà Vương Ngọc Lan nói, sau đó họ mời 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 của việc đun nước là tiêu diệt vi khuẩn có thể tồn tại trong nước, vậy thì có hại gì từ vi khuẩn trong nước đun sôi?
Theo bà, vi khuẩn trong nước chủ yếu gồm Salmonella, Shigella, Escherichia coli, Vibrio cholerae, Bacillus anthracis loại B, Legionella kháng clorua. Mặc dù vi khuẩn đã bị tiêu diệt trong quá trình đun nước, nhưng trong quá trình chết chúng sẽ giải phóng nội độc tố vi khuẩn, những nội độc tố này nếu vào cơ thể người sẽ gây ra một số tổn thương nhất định.
Theo bà, nội độc tố vi khuẩn là sản phẩm từ lớp vỏ tế bào của vi khuẩn Gram âm. Vi khuẩn trong trạng thái sống không giải phóng ra ngoài, chỉ khi vi khuẩn chết tự phân hủy hoặc bám vào tế bào khác, mới biểu hiện độc tính, chủ yếu bao gồm tính gây sốt, tính độc chết người, giảm số lượng bạch cầu, hạ huyết áp, kích hoạt hệ thống đông máu, kích thích khả năng miễn dịch đối với nội độc tố, tạo ra khả năng chống nhiễm khuẩn đặc hiệu, tác động gây hoại tử tế bào ung thư.
bongdaplus
Do đó, nội độc tố vi khuẩn chắc chắn không tốt cho sức khỏe con người và nên 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 con người, chẳng hạn 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 chỉ tiêu quy định của quốc gia.
“Quan điểm cá nhân của tôi là càng ít chất không cần thiết cho cơ thể con người càng tốt, cố gắng loại bỏ chúng hết mức có thể.” Bà Vương Ngọc Lan nói.
Màng lỗ hạt nhân "lọc chọn lọc" có thể loại bỏ hiệu quả các chất độc hại và giữ lại các nguyên tố vi lượng có lợi cho cơ thể trong nước đun sôi.
“Không lắp máy lọc nước thì có cặn nước, thậm chí có nhiều chất độc hại, lắp rồi thì cả các chất khoáng có lợi trong nước cũng bị lọc sạch, muốn uống nước sạch và lành mạnh sao lại khó thế?” Hiện nay, nhiều người đang gặp phải vấn đề như vậy.
Với sự quan tâm ngày càng lớn đến nước uống lành mạnh, 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 phương pháp lọc nước được người dân tin dùng. Tuy nhiên, mặc dù máy lọc nước đã giải quyết phần nào vấn đề an toàn nước uống, nhưng vì một số phương pháp lọc quá cực đoan, trong khi loại bỏ chất độc hại, các nguyên tố khoáng chất có lợi cho cơ thể cũng bị lọc đi.
Bác sĩ trưởng tại Bệnh viện Tổng đội Vũ Cảnh thuộc tỉnh Hà Nam, ông Vương Tự Tín cho biết, nước tinh khiết không nên uống lâu dài, vì trong nước này thiếu nhiều khoáng chất và nguyên tố vi lượng mà cơ thể cần, đặc biệt là phụ nữ mang thai, người già và trẻ em, những người có nhu cầu cao về nguyên tố vi lượng, nếu uống nước tinh khiết lâu dài sẽ không tốt cho sức khỏe.
Một **kết quả nghiên cứu đã mang lại hy vọng 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 một loại màng lọc lỗ hạt nhân hoàn toàn mới có thể sử dụng trực tiếp để lọc nước đun sôi.
Theo bà Vương Ngọc Lan, qua nhiều thí nghiệm chứng minh, sử dụng màng lỗ hạt nhân với một số thông số nhất định để lọc nước đun sôi, sau khi lọc, 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 lọc, như alumin, chì, barium, mangan, thủy ngân, cadmium, crôm.
boi tu vi
Sau khi lọc, nước vẫn giữ lại các nguyên tố khoáng chất có lợi cho cơ thể, 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 uống ngầm từ một khu vực ở Bắc Kinh, lượng cặn nước thu được từ lõi lọc là 3,0 gram. Cặn nước chứa các nguyên tố kim loại nặng có hại cho cơ thể như chì 0,27 miligram, bạc 0,7 microgram, asen 10,8 microgram, cadmium 31,2 microgram, nickel 0,12 miligram, mangan 40,8 microgram và crôm, alumin.
xem kèo bóng đá trực tiếp
Sau khi lọc, không chỉ các nguyên tố kim loại nặng có hại được loại bỏ, mà các nguyên tố khoáng chất có lợi cho cơ thể cũng được giữ lại một cách tối đa, không thay đổi rõ rệt so với trước khi lọc, rất phù hợp 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, nước đun sôi có thể được "lọc chọn lọc" trực tiếp mà không cần các thiết bị lọc nước đắt tiền khác, khiến nước không chỉ sạch mà còn lành mạnh hơn, tiết kiệm chi phí sử dụng cho người dân.
Theo báo cáo, công nghệ này hiện đã hợp tác với các doanh nghiệp trong nước để phát triển các loại cốc lọc nước di động khác nhau, giúp công chúng có thể uống nước vừa sạch vừa lành mạnh mọi lúc mọi nơi.
■ Đối thoại chuyên gia
Tại sao màng lỗ hạt nhân 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 công nghệ tách màng, được phát triển sớm nhất. Do các lỗ màng hạt nhân đều nhau và màng lọc chính là màng điện môi, không gây ô nhiễm nước lọc do chính màng tạo ra, là công cụ lý tưởng cho việc lọc tinh và phân ly hạt.
Vật liệu màng lỗ hạt nhân có phạm vi ứng dụng rộng rãi, là vật liệu lý tưởng nhất cho việc lọc chính xác.
Báo Môi trường Trung Quốc: Màng lỗ hạt nhân có đặc điểm gì?
Bà Vương Ngọc Lan: Màng lọc lỗ hạt nhân có cấu trúc hoàn toàn khác so với các vật liệu lọc dạng lưới, có sự phân bố lỗ màng rất dày đặc và đều nhau. Ngoài ra, nó còn có mật độ lỗ cao, ổn định hóa học tốt, độ bền cơ học cao, chịu axit yếu, bền nhiệt và chống kiềm. Hơn nữa, nó có nhiều hình dạng lỗ khác nhau như hình trụ, hình nón đơn hoặc kép, cấu trúc lỗ này không thể so sánh với các vật liệu lọc khác, có thể được tùy chỉnh theo yêu cầu kỹ thuật để lọc chính xác. Do đó, lĩnh vực ứng dụng rất rộng rãi, có thể chặn hoàn toàn các hạt lớn hơn kích thước lỗ, là vật liệu lý tưởng cho việc lọc chính xác.
Báo Môi trường Trung Quốc: Loại màng này được áp dụng chủ yếu vào những lĩnh vực nào?
Bà Vương Ngọc Lan: Các lĩnh vực ứng dụng bao gồm tách hóa học, phân ly đồng vị, đo lường bức xạ, kỹ thuật sinh học, y học, kỹ thuật chất lượng, công nghệ bảo ôn, 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.
Bộ lọc màng lỗ hạt nhân có cấu trúc đơn giản, tái sinh màng dễ dàng, hoàn toàn có thể sử 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 làm một số thí nghiệm chứng minh rằng màng lỗ hạt nhân có lưu lượng lọc lớn, hiệu suất giữ lại cao, khả năng chịu ô nhiễm mạnh, cấu trúc bộ lọc rất đơn giản. Hơn nữa, màng này rất dễ tái sinh, chỉ cần xịt nước nhẹ lên bề mặt màng, tất cả chất bẩn sẽ bị rửa trôi. Do đó, màng lỗ hạt nhân hoàn toàn có thể được sử dụng trong các sản phẩm dân dụng, có thể làm thành bộ lọc rất nhỏ để phục vụ nhiều mục đích khác nhau.
Báo Môi trường Trung Quốc: Hiện nay có công nghệ tương tự ở nước ngoài không?
Bà Vương Ngọc Lan: Hiện tại, đây là **loại vật liệu lọc chính xác duy nhất có thể sử dụng để lọc nước đun sôi. Công nghệ này không sử dụng công nghệ màng lỗ hạt nhân thông thường, có thể tự hào nói rằng hiện tại có thể áp dụng vào 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.
Báo Môi trường Trung Quốc: Ngoài việc lọc nước đun sôi, màng lỗ hạt nhân còn có ứng dụng khác trong đời sống người dân không?
Chúng tôi đã sử dụng màng lỗ hạt nhân để làm một loại rèm cửa, đặt trên cửa sổ, dùng để bảo vệ chống khói mù. Về mặt kỹ thuật cũng có một bước đột phá, xử lý đặc biệt bề mặt màng và lỗ màng, làm cho nó có khả năng bắt giữ và ngăn chặn PM2.5 hiệu quả, tức là chặn khói bụi từ bên ngoài.
Báo Môi trường Trung Quốc: Cụ thể, nó thực hiện hiệu quả ngăn chặn PM2.5 như thế nào?
Chất liệu quan trọng nhất của rèm cửa này là màng lỗ hạt nhân, trên một tấm màng nhựa mỏng có rất nhiều lỗ micro. Những lỗ này có mật độ phân bố cao, một centimét vuông, tức là diện tích bằng móng tay, có hàng trăm nghìn lỗ, và những lỗ này đều là lỗ thẳng, xuyên suốt vật liệu màng.
Các tính chất hóa học đặc biệt của bề mặt lỗ màng khiến bề mặt màng và lỗ màng mang điện tích tĩnh điện. Khi PM2.5 lơ lửng trong không khí, khi đi qua màng, sẽ bị hấp thụ bởi lực tĩnh điện vào lỗ màng.
Ngoài ra, số lượng lỗ màng nhiều, rất mỏng, chỉ 10 micromet, do đó khả năng thông gió rất xuất sắc, có thể thực hiện trao đổi khí giữa trong và ngoài nhà hiệu quả. Các khí độc hại như formaldehyd, carbon dioxide, do nồng độ trong nhà cao, cũng có thể xuyên qua lỗ nhỏ ra ngoài, tạo điều kiện không khí trong lành trong nhà.
