地下水修复电化学调控机理与方法
成果信息
项目年度编号: 1900060043
限制使用: 国内
省市: 湖北
中图分类号: X523
成果类别: 应用技术
成果公布年份: 2019
关键词: 饮用水源 地下水污染防治 电化学调控机理
成果简介: 该项目属于环境科学和水文地质学领域。 地下水是重要的水资源,中国70%人口以地下水为饮用水源,但是地下水污染却非常严重。生态环境部等五部委于2019年3月联合印发《地下水污染防治实施方案》,将地下水污染列为2035年前重点解决的环境问题。原位化学氧化还原是地下水修复的主流技术,但是注入药剂会破坏含水层性质,修复效果难以人为调控。电化学技术通过电极表面电子传递过程降解污染物,具有高效绿色和灵活可控等优点,有望成为解决地下水原位化学氧化还原修复问题的出路。但是,电化学技术以往主要用于工业废水处理,电极表面反应活性需通过人为干预维护,这在地下水原位修复中很难实施。为此,该项目另辟蹊径,将电极功能弱化为简单易行的电解水产生氢气/氧气或铁阳极溶解产生二价铁过程,阐释了氢气/氧气/二价铁活性调控及其去除污染物机理,开发了地下水修复新方法。主要创新性贡献包括: 1)揭示了钯催化电解水产物氢气的加氢还原机制,构建了新型地下水电化学还原处理体系,为地下水还原修复提供了新策略。 2)发现了弱酸性条件下钯催化电解水产物氢气和氧气产生羟自由基的氧化机制,开发了基于钯催化的地下水电芬顿氧化新方法,为电化学氧化修复提供了新思路。 3)提出了铁阳极调控氧化还原条件原位修复新途径,实现了地下水污染物去除效果的定量调控。 8篇代表作均发表在环境领域仅有的2种Nature Index期刊上(全球82种),包括5篇ES&T和3篇Water Res.,其中1篇入选ESI高被引论文。8篇代表作被SCI他引394次,他引单位包括哈佛大学、斯坦福大学、耶鲁大学、麻省理工学院、佐治亚理工学院、加州大学伯克利分校、哥本哈根大学、南洋理工大学、清华大学、北京大学、中国科学院等362个学术机构;他引期刊包括ES&T(28篇)、Water Res.(14篇)、Chem.Rev.(1篇)等106种学术期刊。论文得到了中科院生态环境研究中心曲久辉院士、电芬顿技术鼻祖西班牙巴塞罗那大学Enric Brillas教授、非均相催化水处理领域著名学者法国国家科研中心Claude Descorme研究员、高级氧化水处理领域著名学者华中师范大学张礼知教授(国家杰青、长江学者特聘教授)、化学氧化修复领域著名学者哈尔滨工业大学马军教授(国家杰青、长江学者特聘教授)等专家的正面展开评述共42次。据Web of Science数据库统计,项目第一完成人袁松虎在“电化学地下水修复(electrochemical groundwater remediation)”主题发表的SCI论文全球排名第三,引领了电化学地下水修复的发展方向。项目第一完成人袁松虎获得国家优秀青年科学基金资助、入选教育部青年长江学者和新世纪优秀人才支持计划。培养的博士生获得“奥加诺(水质与水环境)奖学金”一等奖(当年全国3人)和高廷耀“青年博士生杰出人才奖学金”等。项目第五完成人王焰新是国家杰出青年科学基金获得者,入选湖北省新世纪高层次人才工程,现任中国地质大学(武汉)校长,兼任国际水文地质学家协会中国国家委员会副主席等职。
申报信息
推荐部门: 中国地质大学(武汉)
相关人信息
完成单位: 中国地质大学(武汉)
完成人: 袁松虎 童曼 钱傲 谢雯静 王焰新
行业及专利信息
应用行业名称: 环境治理
应用行业码: 802
转让信息
投资信息
推广信息
联系信息
联系单位名称: 中国地质大学(武汉)
联系单位地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号
邮政编码: 430074