体加快有毒有机物的降解速度,缩短水体净化时间,并重新开启生态环境的自修复净化能力。
大幅提高,但制备成本与市面材料相当。
化学需氧量、氨氮、总磷等代表性指标均从劣五类水改善至五类水以上。
□王琳琳 张紫赟
态环境的自修复净化能力。
科学技术的发展,为解决黑臭水体污染治理的世界性难题提供了新选择。我国科学家研发出一种新材料,将其平铺在黑臭水体表面,太阳光照射2周内,可明显改善水质。相关成果获得国家自然科学奖二等奖,拥有发明专利50多项,已在上海、安徽、江苏等地成功示范,正成为整治黑臭水体和污染防治的利器。
这一科研成果,由中科院上海硅酸盐研究所首席研究员、北京大学化学与分子工程学院教授黄富强带领2家科研机构,历经7年攻关获得。其成功研发的新材料,由三维石墨烯管和黑色二氧化钛2种特殊材料混合而成,治污原理是“物理吸附+光化学催化降解”。
有害有机物是黑臭水体的“元凶”,治理黑臭水体关键是消除这些有机物。自然环境条件下,借助生态的自修复功能,水体中的有害有机物可以自行降解,但污染严重的黑臭水体自修复能力很弱,生态净化周期会比较长。新材料可帮助黑臭水体加快有毒有机物的降解速度,缩短水体净化时间,并重新开启生态环境的自修复净化能力。
在示范应用期间,项目团队在上海、安徽、江苏等地共铺设新材料光降解网3000多张,覆盖水域总面积近4万平方米。上海轻工业环境保护技术研究所检测中心和江苏省环境科学研究院环境工程重点实验室的检测结果显示,治理仅7天后,化学需氧量、氨氮、总磷等代表性指标均从劣五类水改善至五类水以上。
新材料还具备成本比较优势。黄富强介绍,将新材料与市面主流材料进行实验室对比测试,针对印染废水、制革废水、造纸废水等典型的难降解高浓度有机废水,市面材料20分钟可降解完成,而新材料只需2-3分钟,降解速度大幅提高,但制备成本与市面材料相当。
目前,这一成果的两大关键材料已走出实验室,实现快速、无污染、低缺陷规模化制备,由团队自主设计、搭建的低成本技术生产线已具备50吨年产能。