WR | 92歲李圭白院士獨(dú)立作者："Fe、Mn 和我"
在60多年的研究中，我和我的團(tuán)隊(duì)專注于去除鐵/錳以及KMnO4在飲用水凈化中的應(yīng)用，在此期間我們進(jìn)行了幾項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。針對(duì)建國初期對(duì)地下水除鐵除錳的基本需要，我首先介紹了一種利用我國天然錳砂的催化技術(shù)，這是一種最簡單、成本效益高的技術(shù)。在實(shí)驗(yàn)中，觀察到了許多與傳統(tǒng)理論不一致的現(xiàn)象，并提出了一種新的機(jī)理，表明鐵/錳活性膜可以代替MnO2作為催化劑。這些薄膜被發(fā)現(xiàn)附著在天然錳砂的表面。采用多種分析方法鑒定了具有特殊結(jié)構(gòu)和催化性能的含鐵/錳化合物。
飲用水安全也得到了加強(qiáng)，將KMnO4作為一種新的具有成本效益的化學(xué)品用于中國面臨環(huán)境污染的水源水。實(shí)驗(yàn)表明，KMnO4通過氧化和吸附的聯(lián)合作用，可以有效去除包括微量有機(jī)微污染物在內(nèi)的多種污染物，這一點(diǎn)首次得到揭示和證實(shí)。通過對(duì)KMnO4處理前后的水樣進(jìn)行GC/MS分析，發(fā)現(xiàn)KMnO4的氧化副產(chǎn)物是無毒的。因此，與其他常規(guī)氧化劑（如HOCl）相比，KMnO4被認(rèn)為是一種更安全的化學(xué)物質(zhì)。先前的研究也顯示了KMnO4的一些新特性，如增強(qiáng)氯的混凝作用、改善藻類去除和增加有機(jī)結(jié)合錳的去除。特別是，KMnO4和氯的聯(lián)合使用可以在低得多（50%）的氯劑量下實(shí)現(xiàn)相同的消毒效果。
此外，還有各種化學(xué)物質(zhì)和物質(zhì)可以與KMnO4結(jié)合，以提高去污性能。基于廣泛的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)高錳酸鹽化合物在去除重金屬（如鉈）方面非常有效。我的研究還發(fā)現(xiàn)，KMnO4和粉末活性炭對(duì)去除氣味和味道都非常有效。因此，我們開發(fā)了這兩種技術(shù)的混合組合，并將其成功應(yīng)用于許多水處理廠，不僅可以去除味道和氣味，還可以去除飲用水中的有機(jī)微污染物。
李院士從事飲用水凈化技術(shù)的研究已經(jīng)60多年了。他的工作目標(biāo)是：（1）結(jié)合與供水有關(guān)的社會(huì)需求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，（2）開展研究，解決飲用水處理中的主要當(dāng)代問題，（3）領(lǐng)導(dǎo)水處理行業(yè)的科技發(fā)展，并通過創(chuàng)新解決問題，以及（4）促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模創(chuàng)新在現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用，以保護(hù)公眾免受水傳播疾病的影響。
一般來說，鐵和錳去除技術(shù)需要持續(xù)監(jiān)測(cè)，因?yàn)檫@些金屬在天然水中的存在對(duì)人類健康構(gòu)成潛在威脅。在未來，還有一些懸而未決的問題需要解決。特別是，應(yīng)研究地表水季節(jié)變化對(duì)飲用水鐵或錳超標(biāo)的影響。此外，由于KMnO4在制藥生產(chǎn)中受到嚴(yán)格管理，因此需要開發(fā)用于去除鐵/錳的KMnO4替代品。
本文總結(jié)了我與中國水處理行業(yè)專家和我的研究生合作進(jìn)行的上述研究。由于這些研究，一些技術(shù)現(xiàn)在被廣泛用于中國的飲用水生產(chǎn)。
92歲高齡，一直活躍于科研技術(shù)一線，讓我們對(duì)老先生的工作表達(dá)敬意！
