富營養(yǎng)化星云湖浮游植物
對石墨烯光催化的原位響應
2021年，云南大學生態(tài)與環(huán)境學院高原湖泊與生態(tài)治理研究院、中國科學院青藏高原地球科學卓越創(chuàng)新中心張虎才教授團隊和雙良環(huán)境在《Chemosphere》上發(fā)表“In-situ responses of phytoplankton to graphene photocatalysis in the eutrophic lake Xingyun, southwestern China(富營養(yǎng)化星云湖浮游植物對石墨烯光催化的原位響應)”一文：
石墨烯光催化技術作為一種新型的綠色技術在高富營養(yǎng)化水體中的應用受到越來越多的關注，但很少應用于原位水生生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境應用。星云湖，原位宏觀環(huán)境實驗，石墨烯光催化處理區(qū)域的EC、TN、TP和溶解磷濃度顯著降低，DO濃度顯著升高。在處理區(qū)，微囊藻屬所有物種的豐度都顯著降低;相反，重氮營養(yǎng)屬所有物種的豐度，包括魚腥藻和隱孢子藻，在石墨烯光催化處理后都顯著增加。在石墨烯光催化處理區(qū)，真核藻類，尤其是綠藻門、真核藻門和甲藻門以及隱藻門的豐度顯著較高，而大多數(shù)富營養(yǎng)硅藻物種的豐度較低。然而，這些浮游植物群落結構和環(huán)境條件差異背后的機制還需要進一步研究。
即使在高氮磷的高原湖泊中，石墨烯光催化具有明顯的降氮磷作用，這種生態(tài)環(huán)境友好型方法，具有很大的應用潛力;石墨烯光催化可以有效減緩藻類生長和繁衍，這不但明顯的表現(xiàn)在藻類種屬水平和數(shù)量上，更明顯的是在分子水平上不但對真核微生物，同樣對于原核微生物同樣具有明顯效應;石墨烯光催化作用可以有效促進生物多樣性系統(tǒng)的建立，深刻理解其過程和機理對于良性生態(tài)系統(tǒng)的建立具有重要意義。
金屬-半導體富電子界面控制尖晶石型鐵氧體對異質(zhì)電芬頓過程的增強活性
2021年，南京工業(yè)大學化工學院國家特種分離膜工程技術研究中心材料化學工程國家重點實驗室景文珩研究員團隊和雙良環(huán)境在《Applied Surface Science》上發(fā)表“Metal–semiconductor electron-rich interface governs the enhanced activity of spinel ferrite toward heterogeneous electro-Fenton process(金屬-半導體富電子界面控制尖晶石型鐵氧體對異質(zhì)電芬頓過程的增強活性)”一文：
過渡金屬基雙金屬尖晶石型鐵氧體由于其優(yōu)異的催化活性和可微調(diào)的理化性質(zhì)，被廣泛用于多相芬頓催化。然而，將金屬物質(zhì)摻入尖晶石結構中在控制增強活性方面的關鍵作用仍然不明確。在此，溶劑熱法制備了負載在多壁碳納米管 (MFe2O4/MWCNTs) 上的單分散變價態(tài)(Mn、Co和Cu)和固定價態(tài)(Ni 和 Zn)金屬取代磁鐵礦納米球，并作為催化劑進行了研究。雙室陶瓷膜反應器中的非均相電芬頓工藝，可以有效地原位生產(chǎn)H2O2。催化性能測試表明，與單獨的Fe離子相比，在Cu離子和Zn離子的存在下有顯著的促進作用，Ni離子的適度促進作用以及Mn離子和Co離子的抑制作用。各種表征表明，活性增加可歸因于金屬摻雜相關的幾個重要特性(例如表面 Fe(II)離子含量、MO離子吸附能力和電子轉移速率)的改善。特別是，在最活躍的含銅催化劑中形成金屬-半導體(Cu0-CuFe2O4)界面，使電子從Cu0轉移到CuFe2O4，加速活性Fe(II)再生和H2O2轉化為• OH。該研究增進了對尖晶石氧化物活性的理解，并啟發(fā)了高效多相催化劑的構建。該研究增進了對尖晶石氧化物活性的理解，并啟發(fā)了高效多相催化劑的構建。
中國洪湖水污染的時間趨勢和來源解析
2021年，湖北大學資源環(huán)境學院、坤健公司和悉尼大學化學與生物分子工程學院在《Environmental Science and Pollution Research》上發(fā)表“Temporal trends and source apportionment of water pollution in Honghu Lake, China(中國洪湖水污染的時間趨勢和來源解析 )”一文：
洪湖是中國江漢平原最大的淺湖，對維持該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)功能至關重要。然而，水污染和高干擾嚴重威脅著該湖的生態(tài)安全。為探究洪湖水質(zhì)波動的原因，采用水質(zhì)指數(shù)法(CCME-WQI)、多元統(tǒng)計和源解析技術表征湖泊水質(zhì)(2004-2017)的時間趨勢，確定主要驅(qū)動因素水質(zhì)指標的影響因素，量化各種污染源的貢獻。此外，由于研究區(qū)降雨的季節(jié)性變化，湖泊的水期被重新分類。CCME-WQI結果顯示，2004-2011年洪湖水質(zhì)初步改善，豐水期水質(zhì)好于枯水期，而2012-2017年則相反。相關性分析確定未經(jīng)處理的工業(yè)廢水(UIW) 是影響洪湖CODMn濃度的主要污染源，而未經(jīng)處理的生活污水排放(UDS)被確定為影響 BOD和大腸桿菌濃度的主要污染源。影響營養(yǎng)指標的主要污染源是降雨和圍欄水產(chǎn)養(yǎng)殖(EA)。主成分分析(PCA)結合絕對主成分得分-多元線性回歸模型(APCS-MLR)進一步指定各污染源對水質(zhì)指標的源貢獻。結果表明，2012年EA比2004年減少了81%，導致EA對NH3-N、TP和TN的貢獻分別降低0.2 mg·L-1、0.039 mg·L-1和0.37 mg·L-1。與2012年相比，2016年UIW減少了65%，導致UIW對CODMn的貢獻減少了1.17 mg·L-1。此外，與2004年相比，2016年UDS下降了85%，UDS對BOD和大腸桿菌的貢獻分別下降了0.7 mg·L-1和887 cfu·L-1。根據(jù)APCS-MLR結果，預計2017年后洪湖COD和TP濃度將達到水質(zhì)要求。然而，必須進一步控制降雨面源污染，以達到理想的TN濃度水平。該研究為湖泊水污染分析提供了一種準確的方法，其結果可為優(yōu)化洪湖水質(zhì)管理和污染控制策略提供有價值的參考。
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