大国·工匠

邝义槐(右) 卢宗琪(左)

邝义槐,广西饮用水研究院院长, 卢宗琪,广西饮用水研究院副院长。

2006年7月,CCTV播出新闻调查《河流与村庄》,原先平静的河南沈丘县黄孟营村,1996年以后的十年间竟然成了癌症村,癌症死亡率超过了50%,另有10%的死因不明。调查表明:造成“癌症村”的罪魁祸首是被污染的饮用水。

关注一下我国水环境污染状况,景象是触目惊心的。CCTV引用的一幅我国污染源分布图,污染源大多集中在经济发达人口稠密地区,使得80%的地表河流受到污染。中国疾病控制中心证实:癌症高发与水污染直接相关。

饮用水污染所引起的疾病不仅仅是癌症。WHO调查报告说:全世界80%的疾病、50%的儿童死亡率与饮用水水质不良有关。有资料说我国有8亿人口的饮水安全受到威胁。

如果不解决饮水安全,生命健康受威胁的不止是这8亿人,还有这8亿人的子子孙孙。

两个退休老人,一个年过花甲,一个年逾古稀,能为老百姓做些什么?

成立饮用水研究院

他们在花甲之年,能做的就是对饮用水水质和饮水污染处理技术进行研究。

水环境污染必然影响到生活饮用水。虽然国家每年都在尽力治理水污染,但污染物仍将在自然界长期存在,因而饮水安全问题也将长期存在。

现有的自来水处理工艺不能将源水中的有害物质去除干净。WHO的调查报告说全世界水体中检出2221种化学物质,美国自来水检出765种对健康有害的化学物质,其中109种可致癌、致畸形、致突变。水中污染物不是单一的,美国环保局研究报告认为,饮用水中有害物质的致病性是无域值的,可以通过在体内的积累、作用协同、作用叠加致病,其潜伏期可长达十年、数十年。

此外,自来水系统本身还存在“二次污染”,有媒体说“自来水有标准不等于有安全。”

可见,探索一条饮用水安全、健康之路,是关系到人类健康远久福祉的大课题。2013年6月3日,他们在广西民政厅登记成立了民办非企业的科研单位“广西饮用水研究院”,邝义槐任院长,卢宗琪任副院长。

研究院以“公益”为宗旨。他们邀请了20多名医学、水文、地质、环保、水电等专业的志同道合者,其中大学学历24人,有高级职称或博士学位者12人。广西正一公司更是将一幢5层楼的标准厂房免费供研究院办公。

研究水质不能没有水质标准。研究院首先的课题是确认安全、健康的饮用水水质标准。

作为天然水体的水质标准,全世界只有我国有,即:《GB3838地表水环境质量标准》和《GB/T14848地下水质量标准》。这两部标准都将水质从优到劣分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五类。比较这两个标准,地表水I类水的水质是最好的,但标准中pH 6～9通用于Ⅰ～Ⅴ类水显然不合适,也缺少水质重要指标“溶解性总固体”值。

GB3838地表水环境质量标准和GB/T14848地下水质量标准的主要水质指标比较

为了取得地表水I类水的pH值和溶解性总固体的具体数据,他们对30多个自然保护区近300支源头水进行了实地调查和采样检测。

考察中他们发现:水体的pH值,是反映水分子(H2O)理化活性的一项指标,水分子的物理活性低时,pH值<7.0; 物理活性高时pH值>7.0。因此,水体的pH值必须除外水中酸碱性离子的影响。自然保护区地表水的源头水来自雨雪,其形成涓涓细流时pH 值是低于7.0的,甚至有低至4.5的,其中难免空气中溶入的酸性物质的影响。在形成I类水水质的流程中被净化、活化,pH值逐渐升高到7.0以上,高的达8.44,尚未见到超过8.5的。从所考察的地表I类水的天然背景组份来看,I类水的pH值7.0～8.5与水中溶质(溶解性总固体)无关。

于是,他们将GB3838地表水I类水的环境水质标准作为《天然健康饮用水标准》:

天然健康饮用水标准

水体符合下列条件的为天然健康饮用水:

1、国家自然保护区源头水

2、pH值7～8.5、溶解氧≥7.5mg/L

3、可溶性总固体≤80mg/L

4、其他水质指标符合《 GB3838-2002地表水环境质量标准》Ⅰ类水标准。

天然健康饮用水标准

水体符合下列条件的为天然健康饮用水:

1、国家自然保护区源头水

2、pH值7～8.5、溶解氧≥7.5mg/L

3、可溶性总固体≤80mg/L

4、其他水质指标符合《 GB3838-2002地表水环境质量标准》Ⅰ类水标准。地表水I类水体pH由低到高的变化规律,他们在实验中也得到证实。这为他们后来的发明奠定了基础。

广西饮用水研究院考察组考察自然保护区源头水

《天然健康饮用水标准》涵盖了水体环境、水体理化活性(pH值、溶解氧)、水中杂质(溶解性总固体)、感官指标、微生物指标和其他物理指标。它集中了《GB3838-2002地表水环境质量标准》中I类水最好的水质指标,也是所有天然水体中最高的水质指标。

WHO的《饮用水水质准则》强调的“安全”是指水中的有害物质含量,终身饮用时不得危害健康。蒸馏水、纯净水不含任何有害物质,但它“水质不良”(缺乏活性),普遍认为长期饮用不利于健康。因此,“水质不良”应包括“有害物质”和“理化活性低”两方面内容,用“健康饮用水”概念代替“安全饮用水”概念似更恰当。

将被污染的饮用水改造成“健康饮用水”的探索之路

生命科学揭示,水对生命体的作用有三方面:1、构成生命体的主要物质; 2、运行生命的平台和物质载体;3、生命体的护养剂。人们常说“水是生命之源,健康之本”,不是虚言。

水对于生命体是如此的重要,如果水质出了问题,那么生命体的健康乃至生命必然会出问题。

随着现代社会的发展,人类赖以生存的水环境被广泛而严重地污染了,由此给人类的健康和生命安全造成了严重威胁。一些重大的非传染性疾病的流行病学表明,其高发病率与饮用水水质不良有关。若要人类摆脱饮用水水质不良引起的疾病,就必须让人类终生饮用“健康饮用水”。

在经济发达人口密集的地域,水环境被大面积污染,许多污染物在自然界存留可长达数十年、上百年而不被分解。我国10亿人口就生存在这样的环境中。天然健康饮用水本来就如凤毛麟角,要想让10亿人用上健康饮用水,的出路就是将现有的水质不良的生活饮用水改造成为健康饮用水。

现有的反渗透技术可以将饮用原水中所有的有害和无害的物质去除干净而获得纯净水。但纯净水也是“水质不良”,它的低理化活性(低pH值和低溶解氧)使它不能作为生活饮用水长期饮用。如果有一种方法使纯净水获得天然健康饮用水那样的理化活性,不就可以让人们从饮用“被污染的自来水”一步达到饮用“健康饮用水”了吗?

他们观察了水在自然保护区活化的整个流程,发现从涓涓细流开始到活化成地表I类水,需要以下条件:无人类社会污染的环境、阳光(能量)充足、空气新鲜、有地质结构良好的河床、水流有足够的动能和势能、有足够的流程(活化时间),才能达到国家地表水I类水标准。

能不能建立一个类似自然保护区环境的仿生态系统来处理纯净水,使失去活性的纯净水获得地表I类水那样的活性?他们做了很多实验。实验成功了,他们又建立了实用型生产线进行实验性生产,生产能力为 200吨/日,以每人每天饮用 2 升计,每天可供10万人饮用。生产全流程自动控制,占地不到300平米。

“健康饮用水”全自动生产线

“健康饮用水”生产线的自动检测控制系统

他们申请了国家发明专利和实用新型专利并获得专利授权。

本项发明的意义:

1、可将被任何污染物污染的饮用原水直接处理达到健康饮用水水质,从根本上消除饮水污染和水质不良对健康的危害。

2、在防范突发性饮用水水源污染事故等有关国家安全和社会安定方面、在预防因饮用水水质不良所引起的疾病方面,提供可靠的安全饮水保障。

3、不受地域条件限制,可用于饮用水被污染的全世界任何城市、乡镇、农村和家庭。

所获荣誉

2018年9月,第十五届中国科学家论坛授予他们“2018年度科技创新发明成果奖”,论文《健康饮用水是实现“健康中国2030”的基础》被授予一等奖。

社会责任

广西饮用水研究院以公益为宗旨,研究成果也奉献给公益。他们在2018年9月第15届中国科学家论坛上郑重宣布:

享用健康饮用水是每个人天生的权利。我院的“一种健康饮用水生产用的活化装置”发明专利供公益使用。各级政府、供水企业、制水企业、房地产开发商、任何企事业单位和一切有志于改善我国饮用水污染状况的人士,都可与专利权人签署免费使用该专利的协议,为我国民众早日喝上健康饮用水、为实现国家“健康中国2030”战略目标,为中华民族远久健康和繁荣昌盛作出贡献。

两位花甲老人,为了全民的饮水安全问题,实现“健康中国”,成立民办非企业的科研单位“广西饮用水研究院”,考察近300个地表水水源地,提出将GB3838地表水I类水环境质量标准作为《天然健康饮用水标准》,且不辞辛苦,反复论证,勇于创新,探索将被污染的饮用水直接处理为健康饮用水的生产技术,申请发明专利并获得授权,将成果无偿奉献给全社会。两位老人的坚持和对社会的热爱,深深的打动着我们,值得我们学习,向两位老人致敬。