清除染料废水中有毒物的新方法

文/王梅

如何清除纺织染水中的有害物一直是全世界纺织服装业的一个老大难问题。美国得州理工大学（Texas Tech University）拉姆库马尔实验室(Ramkumar’s)研发出一种去除纺织染水中的有害污染物的新方法。该实验室发现此法比传统方法更安全，更易清除也更便宜。这就是为什么它一推出就立即获得市场青睐的原因。

从医疗保健到液压破碎法，净化废水的工艺在许多领域都至关重要。该研究结果发表在美国在线期刊《粒子与粒子系统特性》近期封面文章中。

织物染色的最后阶段是洗涤，以便固色并去除其他杂色。但问题出在染色后，剩余的染色废水会排放出去。据估计，仅美国每年就要排放多达20万吨的被染料污染的水。传统的废水处理工艺效率低下且不环保，加上染色废水带有耐温性和耐洁性，由此大多数未处理的有害染色废水未经处理就排入环境。

得州理工大学环境毒理学教授拉姆库马（Seshadri Ramkumar）和博士生罗丽华（Lihua Lou）与化学工程和机械工程学系的研究人员合作，发现了一种能降解染色水的新方法，即通过特殊的纳米纤维网过滤被染料污染的水，并将其暴露在可见光下，称之为“光降解”法。他们表示，利用可见光的确是个好方法，可见光是绿色能源，还可再生。此外，使用可见光进行光降解对环境无害，且成本效益高，易于操作。此法让所有工业领域的除色成本更低廉。

早在20年前，拉姆库马就创建了自己的实验室，专门针对无纺与高级材料的染色处理，如今专事于研究技术纺织品。该实验室已研究纳米纤维和高级纤维材料20年有余。它的早期成就包括研发出一种无纺去油污抹布（FiberTect），可清洗含剧毒化学品。最近的项目还包括开发环保型吸油湿巾，以及在纳米纤维中加入天然杀菌剂，他们也研发出可用于医学领域伤口愈合的材料。

他们将纳米颗粒加入聚合物溶液中，然后电纺成纳米纤维。当用复合纳米颗粒/纳米纤维网过滤含有一种叫作罗丹明B（RhB）的红色染液中时，染液发生了化学反应。研究人员发现，80%的RhB会在6小时内降解，其余20%则降解缓慢，49天后RhB完全消失。该研究的重点是如何去除染色废水中的有毒物，因为这对纺织业而言一直是个瓶颈。

由于染料和色素不易生物降解，去除有色化合物则成为污水处理厂面临的最艰巨任务之一。同时，这也是最关键性环节，若这一关处理不好，那么染料就可能对人类生态系统继续构成威胁。专家解释称，有些化工染料具有高度的诱变性和毒性。RhB就是一种高水溶性化合物，广泛应用于纺织染色加工。含有RhB的废水可能刺激人类和动物的皮肤、眼睛和呼吸道。因此这类物质直接威胁人类的健康，如神经毒性、致癌性、生殖毒性及发育毒性均对人类健康造成威胁。而利用纳米纤维网过滤后再加光降解，残余的复合物很容易从水中去除，而不会留下太多有害残留物。

基于降解RhB的成功，他们下一步将采用同样的方法应用于其他类型的合成和天然染料，包括甲基橙、亚甲基蓝和活性蓝19。纳米颗粒/纳米纤维网除了在使用可见光去除染料获得成功外，它还不会产生二次污染，这也是一项成功。总归一点，该研究涉及多种专业，可有效解决全球纺织业中的老大难问题。

该项目研究得到得州理工大学研究生院和美国纺织化学家和染料师协会的共同支持。采用特制纳米纤维网，让阳光安全地降解废水中的有害物，可行且绿色环保，价格也便宜，因此它当属今天最有前途最可节能减排的新工艺，值得世界上所有纺织服装业借鉴。