“我們團隊認同‘到 2100 年，全球將有多達 55 億人面臨水污染的威脅’這個(gè)觀(guān)點(diǎn)?！?/p>
8月15日是全國生態(tài)日，在上海海洋大學(xué)水生態(tài)環(huán)境治理與修復實(shí)驗室，深耕于水體生態(tài)環(huán)境治理與修復領(lǐng)域的上海海洋大學(xué)教授林建偉，為大家解讀水環(huán)境治理領(lǐng)域最新研究成果。
地球表面的71%被水覆蓋，水作為生命之源，與我們的生活息息相關(guān)?！白罱陙?lái)，全國地表水優(yōu)良水質(zhì)斷面比例提高23.8個(gè)百分點(diǎn)，2022年達87.9%，已接近發(fā)達國家水平。但同時(shí)也應看到，我國生態(tài)環(huán)境保護任務(wù)依然艱巨，還需要付出長(cháng)期艱苦努力?！绷纸▊フf(shuō)。
水體富營(yíng)養化---全球內陸湖泊水庫面臨的共性問(wèn)題
今年7月，荷蘭烏得勒支大學(xué)研究人員領(lǐng)導的一項模擬研究發(fā)現，到2100年，地表水污染可能會(huì )影響到全球55億人。相關(guān)研究結果發(fā)表于《自然-水》。對此觀(guān)點(diǎn)，林建偉表示認同，并認為世界各地需要通力協(xié)作、共同應對。
內陸湖庫水體富營(yíng)養化是當今許多國家和政府最為關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題之一。這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)成為全球性的挑戰。
水體富營(yíng)養化是指水體中氮和磷等營(yíng)養鹽含量過(guò)多而引起的水質(zhì)污染現象。水體富營(yíng)養化會(huì )導致藍藻爆發(fā)，嚴重破壞水體生態(tài)環(huán)境，降低水體功能，造成魚(yú)類(lèi)等水生生物大量死亡。另外，藍藻水華產(chǎn)生的藻毒素和藻源性嗅味物質(zhì)還將直接影響飲用水安全，最終影響人類(lèi)健康和生命安全。此外，藻類(lèi)進(jìn)入飲用水處理工藝，還會(huì )影響給水廠(chǎng)凈化工藝的正常運行，嚴重時(shí)會(huì )導致給水廠(chǎng)供水量大幅度減少。
同時(shí)，全球變暖是當今世界面臨的最大挑戰之一。氣候變化造成的次生災害增加會(huì )導致水土流失加劇，同時(shí)區域降雨變化，也會(huì )造成大量營(yíng)養鹽被沖刷后隨地表徑流進(jìn)入水體中，加速受納水體的富營(yíng)養化，對全球飲用水安全造成嚴重威脅。
不可忽視的總磷污染
當前，我國水生態(tài)環(huán)境形勢依然嚴峻，富營(yíng)養化、飲用水源地污染、地下水與近海海域污染、新污染物、生態(tài)用水短缺等問(wèn)題尚未得到根本解決，藍藻水華、水生態(tài)失衡問(wèn)題依然存在?！拔覀儓F隊長(cháng)期關(guān)注磷污染。磷是水體富營(yíng)養化的重要因子。不夸張地說(shuō)，總磷污染已經(jīng)成為現階段水治理環(huán)節中急需解決的重要問(wèn)題?！?br />
“大家對磷應該不陌生，磷存在于人體所有細胞中，是構成骨骼和牙齒的必要物質(zhì)，幾乎參與所有生理上的化學(xué)反應?！绷纸▊ソ忉?zhuān)谵r業(yè)、工業(yè)、生命科學(xué)等領(lǐng)域內，磷都發(fā)揮著(zhù)重要作用。但是，磷也是造成水體富營(yíng)養化的主要化學(xué)元素之一。隨著(zhù)人類(lèi)對環(huán)境資源開(kāi)發(fā)利用活動(dòng)的日益增加,大量含磷廢水排入江河湖泊中，導致水體富營(yíng)養化。
我國生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《2022中國生態(tài)環(huán)境狀況公告》顯示，開(kāi)展營(yíng)養狀況監測的204個(gè)重要湖泊（水庫）中，輕度富營(yíng)養化狀態(tài)湖泊（水庫）占24.0%，中度富營(yíng)養化狀態(tài)湖泊（水庫）占5.9%，主要污染指標為總磷、化學(xué)需氧量和高錳酸鹽指數?？偭滓呀?jīng)成為主要地表水體三大重污染指標之一。
內源磷污染如何“對癥治療”？
“湖泊、水庫、河流等地表水體中磷的來(lái)源分為兩大類(lèi)?！绷纸▊ソ榻B，其一是外源，包括生活污水、工業(yè)廢水、商業(yè)污水、農業(yè)污水、地表徑流、大氣沉降等。其二是內源，也就是位于水體底部底泥磷的釋放。相關(guān)研究表明，即使外源磷輸入得到了有效的控制，底泥磷釋放仍然會(huì )導致水體富營(yíng)養化。因此，控制底泥內源磷也是治理地表水體磷污染的重要手段，是根治地表水體富營(yíng)養化的重要措施。
“我們團隊的主要研究方向是水生態(tài)環(huán)境治理與修復、環(huán)境功能材料研發(fā)與應用?！苯陙?lái)，林建偉團隊圍繞水土界面磷遷移轉化過(guò)程與機制、內源磷污染治理與修復技術(shù)、新型磷鈍化材料研發(fā)與吸附水中磷酸鹽特征及機制等方面進(jìn)行了深入研究，并取得了一系列進(jìn)展。
今年四月，林建偉課題組在《Water Research》上發(fā)表最新研究成果，揭示水鐵礦和磁鐵礦聯(lián)合添加和覆蓋對底泥磷釋放的控制效果及機制，對于聯(lián)合應用水鐵礦和磁鐵礦控制底泥磷釋放至關(guān)重要。
研究中，林建偉團隊開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于水鐵礦和磁鐵礦回收便利的活性覆蓋系統，制備簡(jiǎn)單、應用方便，且可重復利用，能夠有效回收磷資源。
“我們在開(kāi)發(fā)這個(gè)系統時(shí)，將目光放在了鐵元素上?！绷纸▊ミM(jìn)一步解釋?zhuān)F氧化物廣泛存在于自然界中，是底泥中重要的活性物質(zhì)組成之一，對底泥中磷遷移轉化起重要作用。水鐵礦和磁鐵礦是兩種常見(jiàn)的鐵基底泥磷鈍化材料。利用水鐵礦控制底泥磷釋放的優(yōu)勢包括：水鐵礦環(huán)境友好，且對水中磷酸鹽的吸附能力強。利用磁鐵礦控制底泥磷釋放的優(yōu)勢包括：磁鐵礦安全環(huán)保，對水中磷酸鹽的吸附能力較強，且可通過(guò)外加磁場(chǎng)作用對使用后的磁鐵礦進(jìn)行回收利用，以避免資源浪費。
水鐵礦和磁鐵礦聯(lián)合添加和覆蓋
對底泥磷釋放的控制效果及機制
“既能回收磷資源，實(shí)現磷資源‘變廢為寶’，也對環(huán)境友好，這會(huì )是一種極具應用前景的水體內源磷釋放控制方法。我們團隊將會(huì )在這個(gè)方向上繼續努力?！蓖瑫r(shí)，林建偉也呼吁大家一起行動(dòng)起來(lái)，保護水資源?！耙环矫嬉澕s用水，避免浪費水資源。另一方面，可選用無(wú)磷洗衣粉，減少水體的磷輸入量，為水體富營(yíng)養化治理做出我們力所能及的貢獻?！?/p>
來(lái)源：上海海洋大學(xué)
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