爱华网砭石博客：泗滨砭石纳米微粉用于饮用水处理的前沿研究
（供《中国水世界》2005第2期“科技前沿”杂志专稿，原创，已发稿。）作者笔名：bianshi、砭石，部分资料摘编于媒体报道的专家讲话及山东华泰砭石纳米专家团意见。
周末常在京西爬山，为的是感受一点新鲜空气和阳光，而登山最须带水，因山上没有水了，传说20年前京西山还是泉水叮咚，唉！……人类赖以生存的三大主要条件是：空气、阳光、饮用水，而在大气及环境严中污染的今天，人为的对空气、阳光进行改善难度太大，唯一尚可有条件及经费去改善的要算是饮用水了。想起前一段所写的砭石纳米技术进行水处理的文章，发到blog上,大家请提意见。
当前，人类赖以生存的阳光、空气及水资源等问题日见严重，其中饮水问题引起了人们的关注。随着我国工农业的高速发展，人们的生存环境遭到破坏，污染日益加剧，水污染尤为突出。世界卫生组织（WHO）调查表明：全球80％的疾病与饮水污染有关。21世纪是一个健康的世纪。为了创造一个“健康奔小康”的环境，需要人们提高科学饮水的认识。 水是构成生命细胞的基础，在人体组织中，水的比例约占70％；在人体所需的六大营养素中，水居第一位。人体内所进行的一切代谢反应，本质上都是以水为基础的。人体所需要的营养素，都是以不同的形式通过水来输送，当人体失水超过体重的10 20%时，人就会死亡。 如果人长期饮用被污染的或不良品质的水，将会引起多种疾病的发生和发展，这时水就成为影响人的健康的隐形杀手。科学家研究发现，水中的有毒物在人体细胞中长期积累，会造成细胞损伤，直至恶化形成癌细胞；癌细胞的扩散也是通过体液来进行的。因为水在人体内不仅起到媒体和载体的作用，而且参与生物体分子的结构作用，共同完成生命的代谢过程，而水质的好坏则直接影响这些代谢过程。专家告诫我们，在关注求医的同时，还要注意使源源不断的好水补充到细胞中去，为细胞创造一个清新健康的良好生存环境。
人类对饮用水的认识，有一个逐步深化的过程：开始饮用河水，继而是井水、自来水，以后又发展到桶装水，到现在是饮用纯净水，也就是人们说的第五次饮水革命。这五种饮水方式在我国城乡都存在，只是比重不同，这与处在不同环境，不同层次的人群对饮水质量的要求不同有关。 但自来水的管线二次污染及桶装水及饮水机的二次污染问题以十份严重，加之饮用水的生产企业的某些行为，如天然江湖水、海底泉水等宣传是否得当，有待商榷。人们如何确立新观念选择健康饮用水 ，随着科技的发展，社会的进步，人们对安全饮用水的标准要求更高了。有些专家认为，对于绝大多数正常人而言，只要饮水中的细菌，重金属和有机污染物没有超过卫生标准，那么是喝自来水、地下水、还是喝矿泉水都不必太介意。因为人体所需要的矿物质，主要是通过合理的膳食及饮水获得。但是合格的饮用水与健康的饮用水是有区别的。 “喝纯净水，用自来水”的现代饮水新观念，成为世界各国政府正在努力实现的奋斗目标之一，实则大误，笔者认为多饮纯净水于健康无益。
人们应养成好水自己造，人人饮用“安全健康”水的饮水观念，
可能终端制水是喝健康水的最好选择。目前市场上的众多净水器应运而生，它们的品种很多，制作原理各异，功能不同，无外乎膜技术、活性炭、过滤过量氯、苯等、重金属吸附等，都能不同程度的改善水质，对人体健康起着不同的作用。但要喝到真正的健康水、安全水，应注意选择那些经过严格检验、有质量保证，经常年实践证明并经国家有关部门认可的先进技术及品牌，切要看科技含量及天然且有效的矿物含量及其生物物理效能。 民以食为先，食以水为先，水以净为本。我们不仅需要与世界接轨的新饮用水标准，而且需要确立健康饮水新概念。一个饮用水的新时代已经到来，那就是用安全的水源，加之灭菌技术、过虑技术、吸付技术、矿化技术及纳米技术的应用等，山东华泰的“综合性纳米矿物离子改水技术”来生产的高科技办公及家用净水与饮水机的前沿研究，让我们在创造财富的同时，创造人类美好的生活。 伴随着生活水平和健康意识的提高，公众越来越关注饮食安全与健康问题，饮水问题自然也受到了空前的关注。联合国为此确定2005年—2015年为“生命之水”国际行动10年，而中国政府决定2005年我国纪念“世界水日”和开展“中国水周”活动的宣传主题为“保障饮水安全，维护生命健康”。 胡锦涛总书记最近批示指出：“饮用水安全问题关系到广大人民群众的健康，必须高度重视。要通过科学论证，研究采取治理污染源，改进自来水净化处理等措施，从根本上解决问题，把以人为本真正落到事处。”温家宝总理在今年人大政府工作报告中强调指出：“要让人民群众喝干净的水。”国家领导人的批示对促进我国饮用水事业的健康发展有着极其重要的意义，给致力于饮用水事业的各界人士一个极大的鼓励和支持，也提出了目前解决饮用水面临问题的具体要求。 据了解，我国城乡的自来水一般都能达到或基本达到干净安全的要求，但是长期以来，环境污染对水的生命活力的破坏，造成水的生理功能的退化，这是影响国人饮用健康水的一大障碍。专家介绍，水不但参与所有营养物质的代谢，而且参与遗传物质的重组；水不但是物质代谢的媒体与载体，而且是生命信息传递的载体。水的退化和自身功能的降低必然降低水的媒体与载体的功能。人们如若常年饮用污染的、退化的、活力低的水，体内废物就不能有效排出，甚至反而增加，人就容易衰老和生病。世界上所有长寿地区的人之所以长寿，一个主要原因就是生活饮用水质优、矿物质多、活力高。 专家看来，喝水最好是喝健康水。如果通俗地表述，健康水应同时具备3个条件：一是尚未污染的水，不含有毒有害有异味物质；二是符合人体营养需要的水，经过灭菌处理，含有适量矿物质和氧等有益成分；三是生理功能未退化的水，具有生命活力。有专家认为，符合第一条是干净水，达到前两条是安全水，只有三条兼备，才是健康水或活力功能水。而我们何时可喝到健康水哪，我国城市饮用水处理领域的发展问题都存在哪些问题哪！
随着我国社会与经济的稳步发展，对水量与水质的需求不断增加。1990～1995年我国供水量年增长率为9%，1998年城市市政公共供水系统共有水厂2075个，综合生产能力为11513万m3/d，用水人口1.8493亿，年供水总量263.1亿m3。最近几年，由于工业用水量的下降，我国的城市供水行业售水量开始出现副增长的趋势，从水量和生产能力角度考虑，大部分城市的供水能力不足问题已经得到缓解，目前和今后相当长的一段时期内我国供水行业所面临的突出问题是水质问题，一方面水源普遍受到污染，另一方面水质需求标准及饮用水产品与服务不断提高。 饮用水水源的污染，致使饮用水水质恶化，对城市居民身体健康构成严重威胁，制约经济进一步发展和影响社会稳定；其中，化学污染物会导致人类基因突变，严重地影响人口的整体素质。水源水质污染的另一个重要方面是氮、磷营养物大量排入水体所导致的水体富营养化，水体中藻类的过量繁殖已经严重影响自来水厂的净化效果。我国水土流失严重，水中天然有机物浓度较高，也增加了饮用水的处理难度。如有机物在氯化消毒过程中与氯作用，不但增加氯耗影响消毒效果，而且生成多种对人体有害的氯化消毒副产物，其中大部分对人体健康构成潜在危胁。特别是传统的预氯化工艺，高浓度的氯与源水中较高浓度的有机污染物直接作用，生成的氯化消毒副产物浓度会更高。
随着我国经济的迅速发展，对城市饮用水水质要求将不断提高，到2005年大中型城市一类供水公司试行的水质指标由现行水质标准的35项增加到88项，新的国家饮用水标准也即将颁布，将对水中多种微量有机污染物进行严格控制。研究安全、优质饮用水处理技术将是一项非常重要的研究课题，山东华泰的“砭石纳米矿物离子改水技术”应运而生，我们依托国家相关部门及吸收专家研究成果总结如下：
1. 我国城市饮用水处理的问题分析 ， 我国城市自来水水质明显低于国外发达国家。这一方面是由于我国多数水源的原水水质相对较低、污染严重、水中浊度和色度及有机物浓度偏高；另一方面是由于我国绝大多数水厂仍然主要采用的是常规给水处理工艺，对某些特殊有机污染物的去除效果有限，难以充分适应不断变化的水质。由于污水处理设施建设的长期欠缺，加上工程投资大、运行管理费用高，因而我国的污水处理率在短时期内难以得到明显提高，在今后相当长时期内，对于微污染水（含有微量污染物的水）的净化处理将是一个重要的研究课题。目前制约饮用水处理领域的科技问题由专家总结可以归纳为以下几个方面： （1）水中微量有机污染物去除的工艺理论与技术； （2）水中藻类及其代谢产物（嗅味、藻毒素等）的强化处理技术； （3）水处理过程副产物的去除与控制技术； （4）常规水处理的强化技术； （5）高效消毒技术。（6）砭石矿化技术及砭石矿物纳米离子技术的应用。饮用水中微量有机污染物对人体危害大，但难于去除。特别是高稳定性的溶解性有机污染物，如卤代有机物、硝基化合物、多环芳烃等，对人体危害较大。传统给水处理工艺对这些有机微污染物的去除效果有限，迫切需要研究开发经济高效的微污染物去除技术，举例如下：
（1）水中藻类一般带负电，具有较高的稳定性，难于混凝，严重地影响给水处理效果；藻类比重小，沉淀效果差；藻类在代谢过程中产生多种嗅味，对水的感官性状产生直接影响；某些藻类尺寸很小，可穿透滤池进入到给水管网中，影响管网内水质；藻类是典型的氯化消毒副产物前驱物质，在后续消毒过程中与氯作用生成多种有害副产物，增加水的致突变活性；某些藻类（如蓝藻）能产生藻毒素，对人体和动物构成威胁，其中有些藻毒素是肝毒素和神经毒素。此外，藻类会粘附在滤料表面，使滤池过滤周期显著缩短，造成滤池频繁反冲洗；
（2）有机成分对胶体产生严重保护作用，影响混凝效果，导致耗药量显著增加，水中铝的剩余浓度升高。 （3）水处理过程中引入的一些副产物（如聚丙烯酰胺中的单体等），也会对饮用水水质产生不良影响。在氯化消毒过程中产生的多种卤代有机副产物对人体危害较大，是饮用水中重点控制的副产物。特别是传统的预氯化工艺，高浓度的氯与原水中较高浓度的有机污染物直接作用，生成的氯化消毒副产物浓度会更高。 （4）消毒一直是给水处理中最为重要的环节。消毒效果不佳将造成流行病爆发，特别是甲第虫、隐孢子虫等致病原生动物的灭活，是目前消毒技术研究的关键问题。 目前我国的生活饮用水水质标准过低，明显低于发达国家。有必要动态地、及时地、科学地对饮用水水质标准进行系统研究，并及时地对标准作出补充。 一般除污染工艺设备投资较大，由于受资金限制，难以大规模地采用昂贵的除污染工艺，这也是目前我国饮用水质量偏低的主要原因，急迫需要研究与发展适合我国国情、易于在我国推广应用的安全与优质饮用水处理技术，如山东华泰的“砭石纳米矿物离子改水技术”。2. 城市饮用水处理领域国内外科技发展现状与趋势分析 （引述专家意见）
我国饮用水源污染严重，但绝大多数城市水厂采用的是传统的常规给水处理工艺，其主要功能是除浊、除色和杀菌，对水中溶解性有机污染物的去除作用有限。国内外近些年来发展了一些受污染水的净化处理技术，主要可分为吸附法、氧化法、生物法、膜法、及尚为下一不有待小批量应用的山东华泰的“砭石矿化技术及砭石矿物纳米离子技术的应用”等几大类方法。
（1） 活性炭吸附
活性炭吸附是一种较早地被应用于生产的除微污染技术，其原理是利用活性炭巨大的比表面积吸附水中的有机污染物。粒状活性炭的使用通过活性炭滤床实现，将其置于砂滤后或者取代现有砂滤床。受污染的水经过活性炭滤床后，有机污染物被截留在活性炭滤床中。但由于我国水源污染较重，活性炭使用不久便饱和、失效，水体污染严重时活性炭只能运行几周时间。活性炭的吸附性能可以通过再生得到恢复，但更换活性炭频繁、再生费用很高。粉末活性炭在应用中基建与设备投资较低，使用灵活方便。但活性炭难以回收，使用过程中运行费用较大，仅在污染严重时期使用。近些年来，人们将粉末活性炭预涂到某些载体上，提高了粉末活性炭利用率，也提高了有机污染物的去除效率。
粉状活性炭在运行过程中可逐渐地形成生物活性炭，微生物不断对吸附在活性炭表面的有机污染物进行生物降解，从而可以有效地延长活性炭的使用周期。预氧化可以提高有机污染物的可生化性，延长活性炭使用周期。
（2）氧化工艺
氧化除污染方法是利用强氧化剂分解水中的有机污染物。氧化工艺一般除污染效果好、适应面广，应用得相对较多。目前能够用于给水处理的氧化剂主要有氯、二氧化氯、高锰酸钾、过氧化氢和臭氧，它们在标准状态下的氧化还原电位分别为1.36V、1.50V、1.69V、1.77V和2.07V。
显然，臭氧在可用于给水处理的几种氧化剂中具有最高的氧化还原电位（氧化电位+2.07 V），因而具有最强的氧化性，对水质的适应能力强，目前已被发达国家较多地应用于给水处理中。臭氧能使水中多种有机污染物氧化破坏，但仅能使水中含有不饱和键或者部分芳香类的有机污染物氧化分解，相当多的稳定性有机污染物(如农药、卤代有机物和硝基化合物等)难以被氧化分解。虽然臭氧氧化技术在我国也进行了多年的研究工作，但由于投资很大、运行管理费用很高，在我国一直难以推广应用。
（3）生物预处理技术
生物预处理技术是在常规给水处理工艺流程之前或在处理过程中，利用微生物对水中有机污染物进行代谢分解，使之无机化。“八五”和“九五”期间，我国对各种生物预处理技术进行了系统研究工作，表明对于可生化性较高的水，生物预处理能够显著地去除水中氨氮，对有机污染物有一定去除效果。在我国的华南地区已进行了生产性试验，当水中有机污染物可生化性较强时，可明显地提高水质；但对于受工业废水污染、可生化性较低的原水，生物预处理除污染效率较低。生物预处理对于北方地区，特别对于低温水的处理效果有限，由于微生物活性较低，需要停留时间较长，因而设备投资较大。
（4）膜技术
膜技术是近些年来发展起来的给水处理工艺。膜在除污染中的作用是通过其很小的孔径将水中有机物分子截留到膜的一侧，从水相中去除。具有除污染作用的膜主要有纳滤膜和反渗透膜。目前膜处理技术设备投资大，膜更换费用较高，一般只用于小规模的净水设施，难以应用于大规模水厂。此外，膜过滤在去除水中有害成分（微污染物）的同时，还将水中无机离子去除（如反渗透），长期饮用高纯水并不利于身体健康。
（5）砭石纳米矿物离子改水技术-砭石矿化技术及矿物纳米离子技术的应用 砭石纳米矿物：以天然古海相沉积岩-泗滨砭石之纳米微晶的远红外、负离子、稀土微磁等特殊物性而产生的一系列幅射、灭菌、过滤、离子交换等技术，产生生物活化水。（泗滨砭石之纳米微晶可用于医疗、泗滨砭石之纳米微晶可用于美容保健、泗滨砭石之纳米微晶仪器仪表、泗滨砭石之纳米微晶可用于科研教学、泗滨砭石之纳米微晶饮用水处理等）总之，目前国内外在受污染水处理技术领域开展了大量研究工作，但能够在生产中推广应用从而经济有效地提高饮用水水质的新技术与设备还仍然有限，而山东华泰的砭石之纳米微晶“砭石综合性纳米砭石、矿物离子改水技术”的出现可能是一次重大机遇。特别缺乏具有高效低耗等特征易于在我国推广应用的山东华泰泗滨砭石之纳米微晶“砭石纳米砭石、矿物离子改水技术除微污染技术与设备”，该设备在我国具有相当大的民用潜在市场，是我国饮用水工业产业的一个重要客题，有重要的研究与开发价值。
3. 引用有关专家意见：城市饮用水处理领域的科技研究方向建议
——砭石纳米微晶“砭石矿化技术及砭石矿物纳米离子技术
城市饮用水处理领域今后的发展重点应放在经济低耗、具有多功能净水作用、可显著提高饮用水水质的砭石纳米矿物离子改水技术除微污染成套工艺技术上，同时重点发展高效优质山东华泰的泗滨砭石之纳米微晶“矿化技术及矿物纳米离子技术”的应用的除污染技术，强调技术与设备的系列化、成套化、标准化。
砭石纳米微晶“砭石矿化技术及砭石矿物纳米离子技术以山东华泰的泗滨砭石之纳米微晶“综合性纳米矿物离子改水技术”建筑小区（居民小区）优质水供给系统与设备 装配小康住宅建设是我国下世纪初城市建设的一个重点内容。优质饮用水是小康住宅建设的一个重要组成部分。目前一些城市已开始对自来水进行深度净化处理，将优质饮用水与城市自来水进行分质供应。这种方法可以在短期内满足用户对优质饮用水的使用要求。但目前尚缺乏高效的优质饮用水处理系统，山东华泰的泗滨砭石之纳米微晶综合性纳米矿物离子改水技术是发展方向之一。 自来水中的有机物主要为卤代有机物，具有很高的稳定性，难于从水中去除。建议“十五”期间对建筑小区（居民小区）优质水供给系统与设备开展研究，主要研究内容可分为以下几个方面：膜技术除污染工艺研究；综合性纳米矿物离子改水技术；氧化-吸附组合除污染技术与设备研究；催化氧化除污染技术与设备研究等。 消毒一直是给水处理的核心问题。由于氯化消毒会产生卤代有机副产物，采用安全氯化消毒工艺或寻求替代氯化消毒的新技术，或者采用具有高的消毒效果与低的副产物的组合消毒技术是今后消毒技术的发展方向。水处理过程产生的一些其他副产物也引起了广泛关注。今后的研究内容可包括：安全氯化消毒技术；非氯消毒技术；水处理过程致突变活性的影响因素；水处理过程有害副产物控制技术；余铝控制理论和技术；水质营养、活性与人体健康的研究及山东华泰的泗滨砭石之纳米微晶综合性纳米矿物离子改水技术应用等。 山东华泰的泗滨砭石之纳米微晶“砭石综合性纳米矿物离子改水技术”应用自然矿物过滤原理、重金属吸附原理，纳米抗菌原理、矿物离子改水原理等技术，采用多层次过滤罩，双滤芯体过滤处理，有效地去除水中的悬浮特，有机或无机化合物，色素，异味，重金属等，使水洁净透澈 、矿化选用古海相沉积岩中的远红外、负离子矿化原料烧结球和《本草》中记载的药食同源的矿物中药烧结球，能均匀地释放人体所需的37种以上余种微量元素，调整水的软硬度，使饮水更具保键价值，活化 激发水的活性，使之与人体发生远红外共振、离子交换、提高携氧量、增强新陈代谢等特殊生物物理作用，而有益与人体健康。 山东华泰的泗滨砭石之纳米微晶（扁鹊石）纳米微粉技术的研制成功为砭石综合性纳米矿物离子改水技术与产品的研发奠定了基础。[小知识] 砭石、泗滨浮磬、扁鹊石-泗滨砭石：
1， 泗滨浮磬、扁鹊石-泗滨砭石原料为山东原产地一公司独家拥有，怀疑为陨石创击寒武纪古海相沉积岩特殊岩层而二次高温高压而成，学名泗滨浮石，其制磬称"泗滨浮磬"、其制砭为"泗滨砭石"，古书记载，“泰泗之山，其名磬玉；山分五座，玉分五色，居中为黄，”其中五色泗滨浮石中最佳料为灰黄灰红色相见的原料为"泗滨砭石"中的"扁鹊石"料，"扁鹊石"料是""泗滨砭石"料中之极品，原山东孔庙中原存有灰黄灰红色相见泗滨浮石料制的出土文物"扁鹊针砭画像石"， 2，可出示山东原产地证明并告之泗滨砭石真品特殊物性为远红外5.7-15微米、超声指背刮（3698/200-2000赫兹）；负离子及稀土弱磁疗。其改善微循环是靠远红外辐射的"气场"，而不是假冒产品靠有害放射线超标而改善微循环。
