2012年12月13日

一种古老的过滤材料可以去除饮用水中的农药

贡献:Rob古蒂

木炭作为水处理的一部分至少有4000年的历史，但它能去除饮用水中的现代合成农药吗?泰国北部的农民担心农业径流问题，向乔希·卡恩斯(Josh Kearns)提出了这个问题。卡恩斯是科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado in Boulder)的环境工程博士研究生，也是水、环境卫生和个人卫生发展开云全站app登录官网入口下载非营利组织“水解决方案”(aquatic Solutions)的科学主任。

“我不知道答案，搜索科学文献发现，事实上，没有人知道答案，”卡恩斯告诉E4C。开云体育官方

卡恩斯通过自己的测试发现，答案是可以的。但这很大程度上取决于你如何制作焦。

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气化炉和炭

木炭去除水中杂质的过程被称为ad吸附，即污染物附着在木炭表面。然而，因为它是多孔的，水可以流过并渗透木炭。这种渗透是一个更广为人知的过程b吸附。去掉前缀就得到了“吸附”这个词，它涵盖了这两个过程。

每年生产3亿吨合成有机化合物，其中500万吨是农药。

泰国人用传统的烧窑制作木炭，烧窑烧得好时，将材料加热到350到500摄氏度。相比之下，简单的气化炉的燃烧温度为900摄氏度，在这个温度下，燃烧的木材和农业废物会更完全地转化为木炭。生物质在加热时释放气体，这些气体被用作燃料燃烧。气体和可燃物质的释放留下的焦炭是高度多孔的，表面积大大增加。

“因此，气化炉炭可能是吸附农药、工业和燃料化合物、人类和牲畜药物以及其他对水质日益关注的合成有机化合物的最佳选择，”卡恩斯说。

设计原则

引入新技术的一个问题是，如果人们觉得不舒服，他们可能不会使用它。

“不要与文化对抗;如果人们通过搅拌炖菜来做饭，他们就不会使用太阳能烤箱，无论你如何推广它，”全球之声创始人伊桑·祖克曼说。朱克曼的建议和格言“考虑环境”是第二个开云体育首页 ，可在本网站的职业资源中找到。

生物炭可以提高作物产量、固碳和水过滤

气化炉看起来很匹配。它们的操作方式与窑炉非常相似，经过演示后，它们被证明是优越的。卡恩斯在社区居民的帮助下建造了气化炉。

卡恩斯说:“在世界各地木炭过滤仍是一种已知做法的地区，应该不会有强烈的文化障碍。”“然而，对于许多传统的焦炭制造商来说，用于生产焦炭的气化炉的设计和操作并不是立即直观的。”为了提供帮助，卡恩斯在2011年冬天花了六个月的时间在泰国的一个农场开发了55加仑(200升)的气化炉鼓本手册的特色．

“在看到几批这样制作的焦炭后，他们被征服了，因为，第一，制作气化炉焦炭比传统的窑炉焦炭要少一些工作;第二，燃烧一次只需要两个小时，而类似大小的传统窑需要一整天;第三，没有烟雾困扰操作员，”卡恩斯说。

就地取材进行水处理

卡恩斯与农民合作，建造了一个水处理系统，其中包括35立方英尺(1立方米)的生物炭。使用当地可用材料的重要性再怎么强调也不为过，卡恩斯和农民正在开发的水处理系统完全是当地的。一个经过验证的系统将四个容器串联在一起，前三个容器装满了沙子、木炭和石头等过滤材料，最后一个容器盛着纯净水。本手册解释了构建:构建多屏障水处理系统(pdf)。

梵语和神经毒气

木炭可能早在4000年前就被用来处理水了。一个翻译自梵文据报道，一份名为《乌斯鲁塔·桑希塔》的印度医学文献中写道:“将水保存在铜容器中，让它暴露在阳光下，并通过木炭过滤，这是很好的。”其他文件也提供了类似的关于该地区木炭使用的一瞥。

众所周知，生物炭可以去除水中的沉积物，甚至氯，但正如卡恩斯发现的那样，它在杀虫剂上的用途就不那么清楚了。

农业中的杀虫剂可能比木炭过滤器还要早但合成化学品相对较新。他们的发现源于研究当科学家们意识到这种化合物还能杀死昆虫时，他们将其制成了神经毒气武器。20世纪30年代和40年代滴滴涕等药剂的大量使用减少了疟疾，提高了作物产量。然而，它们对昆虫造成的损害不仅限于昆虫。

有毒的麻烦

今天，“农药污染”两次出现在十大最令人担忧的问题中2011年全球最严重的有毒污染问题报告由铁匠研究所。

卡恩斯称饮用水受到杀虫剂和类似化学物质的污染是一个“世界性的重大问题”。他引用发表在《科学》杂志上的一篇论文这指出了两个令人担忧的事实。一是每年生产农药500万吨，合成有机化合物3亿吨，是主要污染物。第二，发展中国家的农民往往缺乏使用农药的培训。他们倾向于过度使用，有时他们从非法代理人的“黑市”购买。

卡恩斯说:“以我和同事工作的南亚和东南亚为例，由于对生态和人类健康的有害影响，西方国家禁止或严格限制使用约75%的农药。”

从器官损伤到出生缺陷

农业化学品潜伏在世界各地的饮用水中，包括在发达国家。美国环境保护署(US Environmental Protection Agency)对化学物质进行监管，并规定了每种化学物质的最大限量。这些限制是基于对潜在有害剂量的估计，这些剂量是根据流行病学研究、实验动物和其他研究收集的证据估计的(环保署对许多农药的健康风险评估)．法律纠纷、新证据和不断变化的政治压力可以降低或提高这些限制。在发展中国家，资源稀缺可能妨碍适当的管制。这就是我们看到的长期接触化学物质的一些最可怕的后果。

定期饮用含有杀虫剂和其他化学物质的水与癌症有关实验动物的器官损伤和生殖缺陷。在工作场所，通过母乳以及食物和水中接触农药与精子和生育缺陷有关自然流产，胎儿生长迟缓，发育问题，可能还有儿童白血病。

本地解决方案

在许多农村社区缺乏水处理基础设施的情况下，铁匠研究所建议在人们家中进行小规模过滤。卡恩斯对此表示赞同。他和水溶液公司创造了一系列的手册用英语、泰语和缅甸语讲解气化炉和滤水器的构造。

标签:生物炭，干净的水，滤水器，水过滤，滤水系统