今年7月份(fen)以來，河南省(sheng)民權(quan)縣一家化工廠未經審批，擅自進行技術改造，在生產過程中(zhong)，由于購(gou)進的礦石原料(liao)含(han)有較高濃(nong)度的砷，直接導(dao)致生產廢水砷含(han)量嚴重超標，而這些廢水未經有效處理排放又造成(cheng)貫(guan)穿河南、安(an)徽兩省(sheng)100多(duo)公里的大沙河嚴重砷污染，河水中(zhong)砷濃(nong)度超過地(di)表水標準數十(shi)倍，對沿岸地(di)區的生產生活特別是城市飲用水構成(cheng)重大安(an)全(quan)隱(yin)患(huan)。

大(da)沙(sha)河砷污染(ran)事件(jian)發(fa)生后，環(huan)保部立即組(zu)織協調(diao)，并(bing)于(yu)11月4日組(zu)建(jian)技術專家(jia)組(zu)趕赴(fu)現(xian)場指導治(zhi)污。中國科學院生態(tai)環(huan)境研(yan)究中心(xin)積極(ji)應對，以(yi)中心(xin)主任(ren)曲(qu)久輝為首的水質凈(jing)化研(yan)究組(zu)在已有飲用水除砷專利技術的基礎(chu)上，針對大(da)沙(sha)河流(liu)域特征和砷污染(ran)狀況，在最(zui)短(duan)的時間內，提出了砷污染(ran)治(zhi)理總體工藝及(ji)實(shi)施(shi)方案的初(chu)步設(she)計，得到(dao)了專家(jia)認可，并(bing)被(bei)當地(di)政府采納。

事故考驗技術

砷(shen)（As），對這(zhe)(zhe)個原(yuan)子(zi)量為74.9的(de)(de)化學元(yuan)素(su)，人(ren)們談(tan)之色變。這(zhe)(zhe)主要是(shi)因(yin)為當人(ren)體(ti)暴露于砷(shen)時，可(ke)能引起腹(fu)(fu)痛、嘔吐(tu)、腹(fu)(fu)瀉等一(yi)系列中(zhong)毒(du)癥狀，嚴重時可(ke)使神經系統(tong)、心、肝、腎等多種器官(guan)受損，甚至危及生命。飲用含砷(shen)的(de)(de)水(shui)(shui)是(shi)人(ren)體(ti)暴露于砷(shen)的(de)(de)主要途(tu)徑之一(yi)。一(yi)般而言(yan)，巖(yan)層溶解和礦(kuang)區砷(shen)滲透會導致地下水(shui)(shui)砷(shen)污(wu)染(ran)(ran)，進而引起飲用水(shui)(shui)質(zhi)惡(e)化。水(shui)(shui)體(ti)砷(shen)污(wu)染(ran)(ran)治理(li)一(yi)直是(shi)國內(nei)外(wai)研究的(de)(de)熱點(dian)與難點(dian)問題(ti)。對于河流水(shui)(shui)體(ti)砷(shen)污(wu)染(ran)(ran)治理(li)，國內(nei)外(wai)更(geng)是(shi)沒有可(ke)供借鑒的(de)(de)成(cheng)功案例(li)，河流砷(shen)污(wu)染(ran)(ran)治理(li)的(de)(de)難度可(ke)想(xiang)而知。

“從實(shi)驗室研究到流域治理(li)，不確定因素很(hen)多，環境(jing)條件非(fei)常復雜，這給(gei)污(wu)染治理(li)提出了新的(de)更(geng)大的(de)挑戰，除了考(kao)慮三價砷和五價砷的(de)比值(zhi)，還得考(kao)慮COD（化學需氧量(liang)）、BOD（生化需氧量(liang)）、腐殖質、懸浮物(wu)等諸(zhu)多因素。”曲(qu)久輝說。

一般來講(jiang)，水中(zhong)砷(shen)以三(san)(san)價(jia)砷(shen)和五價(jia)砷(shen)兩種(zhong)形態存(cun)在。其中(zhong)，五價(jia)砷(shen)容易被去(qu)除(chu)且毒性(xing)(xing)(xing)較小，而三(san)(san)價(jia)砷(shen)不僅難去(qu)除(chu)且毒性(xing)(xing)(xing)劇(ju)烈，砷(shen)的毒性(xing)(xing)(xing)主(zhu)要來源于三(san)(san)價(jia)砷(shen)。“三(san)(san)價(jia)砷(shen)和五價(jia)砷(shen)的同(tong)時(shi)去(qu)除(chu)是世(shi)界性(xing)(xing)(xing)的技術難題。”曲(qu)久輝說。

已有的技(ji)術(shu)一(yi)般通過氧化和吸附(fu)“兩步走”而達到去除砷的目的，但這種(zhong)處理技(ji)術(shu)不僅工(gong)藝復雜，而且實(shi)際(ji)效果也不是很理想(xiang)。

為了(le)解決這一問(wen)題，曲久輝及其研究團隊在砷(shen)污染治理(li)(li)技(ji)(ji)術(shu)原理(li)(li)與工程(cheng)應用(yong)領域進行了(le)近10年(nian)的研發(fa)工作。從學術(shu)原理(li)(li)探索到技(ji)(ji)術(shu)創(chuang)新，從小試、中(zhong)試到工程(cheng)應用(yong)，在砷(shen)污染治理(li)(li)與飲用(yong)水砷(shen)去(qu)除方面取得(de)重(zhong)要突(tu)破，獲得(de)了(le)一系列具有自主知(zhi)識產權(quan)的技(ji)(ji)術(shu)成果。

新型除(chu)砷技術的(de)核心是(shi)一種(zhong)(zhong)高(gao)效的(de)除(chu)砷吸附(fu)劑，這(zhe)種(zhong)(zhong)除(chu)砷吸附(fu)劑可以(yi)在(zai)將三價砷氧化(hua)為五價砷的(de)同時，吸附(fu)五價砷。這(zhe)種(zhong)(zhong)除(chu)砷吸附(fu)劑的(de)發明不僅大大簡化(hua)了操(cao)作過程，而且(qie)有(you)效提高(gao)了砷污染的(de)治理效率。

正是(shi)基于(yu)這一先(xian)進的(de)除砷吸(xi)(xi)附(fu)技(ji)術，當(dang)大沙(sha)河事故發(fa)生(sheng)后，以曲(qu)久輝為(wei)首的(de)中國科(ke)學院生(sheng)態環(huan)境研究中心技(ji)術專家組，承擔(dan)了大沙(sha)河砷污染治理任務(wu)。這項工程的(de)有效實施不僅依賴于(yu)來自實驗室的(de)可靠吸(xi)(xi)附(fu)劑，更依賴于(yu)如何(he)將(jiang)這種吸(xi)(xi)附(fu)劑應用于(yu)復雜的(de)實際環(huan)境。

“相(xiang)比于飲(yin)用水(shui)(shui)的可(ke)控性，河(he)流水(shui)(shui)質和水(shui)(shui)量都不是很清(qing)楚，同時(shi)也沒有先驗借鑒，這給(gei)現場治理大(da)沙河(he)砷(shen)污染增加了難度。”曲(qu)久輝坦言。

面對(dui)挑戰，研究人員日夜奮戰，盡(jin)快完善工(gong)程方案，確定各種關鍵(jian)參數(shu)，及時根據河(he)流水(shui)質水(shui)量(liang)和水(shui)中(zhong)三價(jia)砷和五價(jia)砷的(de)濃(nong)度，在線調(diao)整復(fu)合吸附劑的(de)配(pei)比。12月7日14時，距離專(zhuan)家(jia)組進(jin)駐現場(chang)僅一個月，河(he)南(nan)省商丘市大沙河(he)砷污染水(shui)體(ti)順利實(shi)現連續達標排放。至此，大沙河(he)砷污染處置(zhi)工(gong)作取得了(le)突破性(xing)進(jin)展并獲(huo)得階段性(xing)勝利。

技術引領發展

此次具有自主知識產(chan)權(quan)的(de)砷污(wu)染(ran)(ran)治(zhi)理技術在(zai)大沙河的(de)成功應(ying)用，在(zai)國內(nei)外河流污(wu)染(ran)(ran)尤其是砷污(wu)染(ran)(ran)治(zhi)理上尚屬(shu)首次，成為我國乃至世(shi)界河流污(wu)染(ran)(ran)治(zhi)理領(ling)域的(de)成功典(dian)范(fan)之一(yi)。

我國(guo)大陸地(di)區(qu)在(zai)(zai)很早以前就已發(fa)(fa)現了飲(yin)水型砷中毒的存在(zai)(zai)。按照(zhao)世界衛生(sheng)組(zu)織（WHO）的推薦標準，中國(guo)砷中毒危害病區(qu)的暴露人(ren)口高達1500萬之多(duo)，已確診患者超過(guo)數萬人(ren)。這些(xie)砷污染(ran)多(duo)數發(fa)(fa)生(sheng)在(zai)(zai)貧(pin)窮(qiong)和落(luo)后(hou)地(di)區(qu)，如(ru)山西、內(nei)蒙古(gu)、新疆、吉林等省(sheng)區(qu)。

在大沙河污(wu)染(ran)事件之(zhi)前，曲久(jiu)輝就曾(ceng)主(zhu)持完成過一(yi)系列(lie)飲用水(shui)除砷(shen)工程，該技術已在北(bei)京、山西、內蒙古等地成功(gong)應用，為當地居民特(te)別是貧困和致病人群提供了優(you)質的(de)安全飲用水(shui)。

科技(ji)是(shi)第一生(sheng)產力，科研的(de)(de)最(zui)終目的(de)(de)是(shi)解(jie)決實際問(wen)題。曲久輝(hui)等開發的(de)(de)河流(liu)砷(shen)污(wu)(wu)染(ran)處置技(ji)術很好地(di)詮釋了(le)(le)科技(ji)引領發展(zhan)的(de)(de)戰略方(fang)針，該技(ji)術有(you)利(li)于產學研相結(jie)合(he)的(de)(de)技(ji)術創新體系(xi)建設，為全面提升科技(ji)自主創新能力增添了(le)(le)濃濃一筆。“現在，我們正與世界教育基金會合(he)作，在內蒙古、山西(xi)等地(di)區開展(zhan)飲(yin)(yin)用(yong)水中砷(shen)污(wu)(wu)染(ran)治理的(de)(de)扶貧工程項目，為解(jie)決我國(guo)欠發達地(di)區的(de)(de)飲(yin)(yin)用(yong)水安全問(wen)題作出努力。”曲久輝(hui)表示(shi)。

回首這(zhe)幾年，以曲久輝為(wei)首的(de)水質凈化研究組(zu)，在飲用水安全(quan)保障的(de)科學(xue)原理(li)研究、技(ji)術(shu)創新和工程(cheng)應(ying)用等方面(mian)碩果累(lei)累(lei)。展(zhan)望未來，曲久輝豪情(qing)滿(man)懷(huai)，“我們希(xi)望以此(ci)為(wei)契機，能(neng)夠將這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)推向市場，走向國際，為(wei)世界貧窮(qiong)和落后地(di)區飲用水砷污染治理(li)作出貢獻(xian)，推動技(ji)術(shu)在工程(cheng)中(zhong)的(de)應(ying)用，為(wei)提高(gao)人(ren)類生活質量和促進社會經濟發展(zhan)作出貢獻(xian)。”

目前，曲久(jiu)輝研究組正積極組織參加云南陽宗海砷污染處理(li)項目的申請工(gong)作。

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