追踪饮用水中的砷含量

在任何一天，70个国家的1.4亿人都在饮用砷污染的水，砷含量超过了世界卫生组织的安全阈值10μg/l。这使得这种已知的致癌物成为全球饮用水中最重要的化学污染物。

这一问题在孟加拉国尤其紧迫，那里有多达7000万人受到影响，五分之一的死亡直接归因于砷污染。砷自然存在于地下水中，从基岩中的含砷矿物中溶解出来。危机的规模使孟加拉国成为AquAffirm公司的优先目的地，该公司即将推出一种快速、易用的水中砷污染检测方法。

AquAffirm的首席执行官大卫·萨菲(David Sarphie)说，该产品以一种不同寻常的方式组合在一起。它起源于澳大利亚北部的一座金矿，英国伦敦大学学院的乔安妮·桑蒂尼在那里发现了一种代谢亚砷酸盐的细菌。Sarphie说:“这些细菌在富含砷的金矿岩石中存活，而这里本不应该有任何生物存活。”“但它们就在那里，所以(桑蒂尼)收集了它们，几年后，她能够确定使细菌在这样的环境中存活的酶。”

桑蒂尼还开发了一种在实验室中生产这种酶的低成本方法。后来，她遇到了英国帝国理工学院的托尼·卡斯(Tony Cass)，后者因开发了用于糖尿病的电子刺指血糖监测仪而闻名。卡斯开发了一种方法，将这种酶连接到一个传感器上，在低水平砷存在的情况下提供电信号。

“砷水测试的工作原理类似于糖尿病测试，”Sarphie解释道。酶电化学产生与分析物浓度成比例的纳米电流。Aquaffirm已经开发了一种专利修饰酶，以及将其连接到电极上的介质，Sarphie补充道。该测试是英国皇家化学学会八项大奖得主之一万博代理2018年新兴技术大赛．

其低廉的生产成本使得该测试在资源有限的国家可行。AquAffirm使用带有一层薄薄的金的塑料，用激光烧蚀来制造一次性的基电极。用户将测试条浸入水样中，并在几分钟内收到亚砷酸盐的测量结果。

这种快速的结果是关键，Sarphie说。孟加拉国约有1000万口井需要定期检测，因为砷含量不稳定，每年有20%的井因磨损而更换。联合国儿童基金会(Unicef)等国际组织正在为孟加拉国计划一项重大的砷减排计划，该计划可能于2020年启动，AquAffirm希望参与其中。Sarphie说，确认新钻探的井不含砷也是一项挑战，工人们将受益于快速检测井水是否可以安全饮用。据Sarphie说，AquAffirm还计划在测试中引入一个带有GPS跟踪器的电子阅读器，连同软件优化工具，将增加对地下水砷污染热点的评估。

该团队今年将在墨西哥和孟加拉国实地测试这项技术。“我们在实验室做了很多工作，所以我们知道我们得到的是非常敏感的，并提供了砷的线性读数，”Sarphie说。“我们现在要注意的是，水中是否有其他化合物会造成干扰。”我们认为我们已经解决了所有问题，但我们需要在研究中验证这一点。”

Sarphie认为该测试将在一年内推出，尽管该团队仍在筹集资金以完成产品开发。他将首先把它带到孟加拉国，那里的问题最为紧迫。“联合国儿童基金会说，能够在那里使用我们的产品非常激动，因为它将从根本上改善管理问题的方式，”Sarphie说。

一旦砷测试在最需要的地方建立起来，该团队计划把它带到更高价值的市场。“美国的砷问题相当严重，”Sarphie解释道。约有900万美国人经常饮用被污染的水。他补充说，德克萨斯州、明尼苏达州、加利福尼亚州和亚利桑那州部分地区的水力压裂活动加剧了那里的问题。

与此同时，AquAffirm希望对水中氟化物含量进行类似的测试。Sarphie解释说，这与砷测试的原理大致相同。第三种正在制作的产品将测量面粉中的天冬酰胺。这主要是针对需要遵守欧盟最近对烘焙食品中丙烯酰胺含量规定的工业面包店。这种致癌物是由含有大量天冬酰胺的面粉形成的。