一杯干净的饮用水

科学家称,即时水清洗方法比商业方法更好

图片来源:Luchschen/Dreamstime

科学家称,用氢气和空气当场制造的水消毒剂杀死病毒和细菌的效果是传统商业方法的数百万倍。

卡迪夫大学的研究人员说,这一结果可能会彻底改变水消毒技术,并为最需要清洁水的社区提供机会。

这种新方法的工作原理是使用一种由金和钯制成的催化剂,这种催化剂吸收氢和氧生成过氧化氢——一种目前工业规模生产的常用消毒剂。

工业每年在工厂生产超过400万吨过氧化氢,然后将其运输到使用和储存的地方。在生产过程中,通常会向溶液中添加稳定的化学物质以阻止它们降解,但这降低了其作为消毒剂的有效性。

另一种常用的水消毒方法是添加氯。但专家们发现,氯可以与水中自然存在的化合物发生反应,形成高剂量的化合物,对人体有毒。

根据研究小组的说法,在使用点产生过氧化氢的能力将克服目前与商业方法相关的有效性和安全性问题。

卡迪夫催化研究所的化学教授格雷厄姆·哈钦斯说:“使用我们的催化剂,而不是使用商业双氧水或氯化反应,使氢和氧反应时,杀菌和杀病毒活性显著增强,这表明了全球水消毒技术革命的潜力。”

在他们的研究中,研究小组测试了市售双氧水和氯的消毒效果,并与他们的新催化方法进行了比较。他们测试了每种方法在相同条件下杀死大肠杆菌的能力,然后进行了后续分析,以确定每种方法杀死细菌的过程。

他们发现,当催化剂将氢和氧结合在一起形成过氧化氢时,它同时产生了几种高活性化合物,称为活性氧(ROS)。研究小组发现,这些物质起到了抗菌和抗病毒的作用,而不是过氧化氢本身。

在同等条件下,这种基于催化剂的方法杀灭细菌的能力是等量工业过氧化氢的1000万倍,比氯化法的效果高出1亿倍以上。与其他两种化合物相比,该方法在更短的时间内更有效地杀死细菌和病毒。

专家估计,全球约有7.85亿人缺乏饮用水,27亿人每年至少有一个月缺水。卫生设施不足是全世界约24亿人面临的一个问题,也可能导致致命的腹泻疾病,包括霍乱和伤寒,以及其他水传播疾病。

“我们现在已经证明了一步到位的过程;除了催化剂,输入受污染的水和电是实现消毒的唯一要求,”哈钦斯解释说。“至关重要的是,这一过程提供了在传统方法无效的情况下对水进行消毒的机会,同时还可以防止有害化合物和生物膜的形成,这有助于细菌和病毒的繁殖。”

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