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無需電力、一秒上手的濾水器——只要將汙水倒進這款竹纖維濾紙中,即可獲得乾淨飲用水

2018.04.16

編譯:郭潔鈴

在一趟去柬埔寨的旅途中,中國環境專家董良杰發現當地估計有 2 千萬人飲用含砷的不潔水源,因此他和一組團隊合作,設計出一套濾水系統,並教導柬埔寨居民如何使用。

董良杰設計的這項技術確實有效,但是一般人若沒有相關知識背景,操作上很難直接上手。運用這套濾水系統前,人們需要先接受使用特殊濾心的訓練,以及使用後處理廢棄物的特殊方法。

「柬埔寨之旅快結束時,當地的管理者告訴我們:『你們雖然解決了砷中毒的問題,但是教育成本也很高昂。能不能研發一種新科技,把必須解說的步驟降到最低,或者根本不需要教育就能使用?』」董良傑表示。

7 年後,董良杰真的想出了簡單的解方。他研發出一種濾紙,看起來就像是放大版的咖啡濾紙,只要將濾紙放在玻璃杯或水壺上方,就能在倒水時除去所有汙染源。而當濾紙耗損後,只需直接將它取下,不需任何額外的複雜步驟。

這款稱為 Mesopaper 的濾紙,是由疊成 3 層的竹纖維紙張製成,紙張的夾層中皆含有陶瓷微粒;這些由黏土製成的微粒含有迷你的孔洞,能夠捕捉砷、鉛、汞等重金屬物質,同時能讓水和鈣、鎂等營養成分通過。在每一個孔洞中,奈米大小的鐵針將會像鉤子一樣勾住細菌和病毒,鐵粒子則會與水緩慢作用,將汙染物密封在其中,因此濾紙被丟棄後,並不會再次汙染土壤或水源。

這款濾紙不僅能淨化自來水,當災難發生時,也能以便宜的運費被迅速送至災民手中,讓他們能直接淨化雨水或水道的水再飲用。若將濾紙放大規模,還可以應用在汙水處理廠,或是淨化礦廠或核電廠等工業用水。(同場加映:只收雨水不收垃圾的「生態垃圾桶」,淨化全美最髒運河

人們普遍會使用逆滲透技術(reverse osmosis)來淨化水質,可是這種技術需要用上龐大的能源,用高壓迫使水分子穿過細小的孔洞;相較之下,用董良杰所研發的紙張過濾汙染源,不需要電力、化學物質或其他補充物。此外,由於濾紙淨水的過程中,汙染源會被封印在陶瓷微粒中,因此不會像其他汙水處理的過程一樣留下有毒的污泥。

2005 年時,董良杰正在夏威夷大學擔任學者,他於該地研發了陶瓷微粒,往後他不斷地思考如何應用這項科技。2013 年他因為在部落格上公開談論水源汙染,激怒中國官方而入獄,過了 9 個月的牢獄生活。2016 年,他扭轉了設計,將微粒上的孔洞拓寬一些,並加上鐵粒子,而最後一步則是將陶瓷微粒加進濾紙中,使消費者可以輕易地使用。

目前濾紙可於電商平台 Amazon 購得,6 片入售價 6.99 美金(約 210 元台幣),而一片直徑 9 英吋(約 23 公分)的濾紙,可以過濾 22 公升的水。Mesofilter 公司推測濾紙的首批消費者,將會是準備災難急救包或是喜愛露營的美國人。(同場加映:可以「穿著走」的避難所—設計系學生為難民打造多功能救生衣

若產能逐步擴大,生產成本將會降低,董良杰相信屆時開發中國家的人們也能負擔使用,他也盼望濾紙在某些地區可以在地化生產,用當地種植的竹子來造紙。由於濾紙同樣能過濾空氣,因此董良杰也計劃與其他企業合作,推出不同種類的產品,像是可過濾空汙的空氣面罩和工廠常用的化學防護衣。

核稿編輯:金靖恩

參考資料
These Cheap Paper Water Filters Remove Lead, Arsenic, and Bacteria

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