人类如果长期摄取农药等化工产品中的砷物质，将会对皮肤、神经系统和心脏造成严重损害，甚至会导致皮肤、肺及肝等的癌病变。在日本宫崎县高千穗町的土吕久矿山，很多工人和居民因为吸入农药原料亚砷酸的砷物质粉尘而导致慢性砷中毒。1973年，日本将该地区的砷中毒认定为公害病。
现在，地下水的砷污染正在亚洲、南美、非洲等世界各地蔓延。不仅是人为因素，土壤中的砷自然溶入地下水也是原因之一。2005年世界银行发布的报告警告说，仅东亚和南亚就有6,000万人居住在砷污染地域。其中，孟加拉国的污染情况最为严重，据说有3,500万人受到了砷污染水的影响。
茨城县筑波市物质材料研究机构的Sherif.El-Safty主任研究员。（相泽正 摄影）
1994年，由支援土吕久矿山砷中毒患者的团体设立了“亚洲砷网”(AAN)。该团体对泰国、印度、中国、越南、孟加拉国的砷污染进行调查，对砷中毒患者进行支援。ANN在孟加拉国设立了治疗和调查站“砷研究中心”。并自2011年起与JICA合作，协助地方政府提供安全的饮水。
砷是一种一旦溶入水里就很难检测或去除的物质。然而，2012年1月，茨城县筑波市的物质材料研究机构（物材机构）开发出能够简单及迅速去除饮水中砷物质的材料。开发者的是物材机构的主任研究员Sherif.El-Safty。2001年，出生于埃及的El-Safty来到日本，一直从事纳米（1纳米为10亿分之一米）物质的设计和研发。
“砷是一种类似病菌的东西。它的性质很容易变化，所以非常难以捕捉”El-Safty说。“但是，想到世界上有无数深受其害的人们，促使我向砷课题发起了挑战。”
以往研发的检测及去除砷物质的方法不仅操作过程繁琐，而且也很难获得理想的效果。人们需要一种能够在日常生活中随时检测水是否安全的简单方法。
El-Safty所研发的新材料呈白色粉末状，由矾土（氧化铝）、氧化锆、二氧化钛等金属氧化物构成的直径为数十纳米的多孔并列结构，被称作“高秩序中阶构造”(HOM)。“高秩序中阶构造中的‘中阶’指介于纳米和微米之间大小（2〜100纳米）。同时，这些多孔内侧还具有能够优先吸附砷物质的特性。
实验中，当在砷物质溶入浓度为1-5ppb（ppb为10亿分之一）的水中加入新材料后，孔内侧开始吸附砷物质，大约可以去除水中90％的砷。如果和着色添加剂一起使用的话，根据水中的砷浓度，新材料的颜色将会发生变化，可以作为检测饮用水安全性的标识。可以检测的砷浓度，从数ppb到日本饮用水规定的砷含量值1-10ppb，检测值跨度很大。
“将新材料装入袋泡茶的袋子里，放入被砷污染的饮水中，无论谁都可以简单地检测出砷，当然也可以去除它”El-Safty说。“目前，我们正在和几家企业共同研发，预计可以在不远的将来完成实用化。”
现在，El-Safty利用HOM技术进行的研究之一是去除放射性物质铯的技术研发。开始这项研究的动机是2011年3月11日东日本大震灾引起的福岛第一核电站事故。由于事故中的氢泄漏向大气中释放了铯、碘等放射性物质，造成以福岛第一核电站为中心的周边地区发生了放射性物质污染。
福岛第一核电站事故以后，如何去除放射性物质成为一个重要课题。虽然现在正在清除放射性物质污染的土壤，以及清洗建筑物表面等的污染物质，但在这些作业中，同时产生了大量轻度放射性物质。
在福岛第一核电站事故发生之后，日本政府迅速向物材机构提出了研发去除放射性物质的技术请求，El-Safty便开始了他的研究。
“我不是核化学者，所以开始时对处理放射性物质没有一点信心”El-Safty说。“但是，我很想能为日本做点什么。”
研究刚开始不久的2011年7月，成功研制出了能够吸附碘和锶的新材料。然而，吸附铯的新材料研究却困难重重。较之其他的放射性物质，铯的颗粒更大，因此不能使用以往的材料。然而，在尝试了100多种材料之后，El-Safty终于在2013年1月取得了划时代的成功，研发出铯吸附剂“Cs-HOM”。以往的铯吸附剂使用的是沸石，而沸石会同时吸附铯以外的其他物质，因此达不到很好的效果。而“Cs-HOM”能够优先吸附铯，并且其吸附性能是沸石的100倍以上。此外，和HOM一样，“Cs-HOM”也能够根据浓度发生颜色的变化。补充说明一点，“Cs-HOM”可以用土壤中的硅石（二氧化硅）、矾土制成，因此没有任何毒性。
现在，El-Safty正在进行Cs-HOM实用化的研究。
“要完成实用化还必须克服各种各样的难题。但福岛急需这项技术”El-Safty说。“必须尽快完成实用化，让这种新材料助福岛一臂之力。”
文／泽地治（日本综述）
