成果介紹
圖1.圖文摘要
本文首次提出了光催化介導原位水生境修復（PMAHR）的新概念。設計了具有雙功能結構的原位水生境修復織物器件。通過逐步提高水生生物棲息地的質量，間接為水生生物創(chuàng)造良好的生存條件促進其生長，從而提高水生生物多樣性。研究通過水熱方式合成了一種PMAHR材料TiO2 / Graphene / BiVO4 (TGB)。表征數(shù)據(jù)表明新材料的吸收波長拓展至 504 nm。進一步地，聯(lián)合團隊設計了一種基于TGB材料和原位微生物分區(qū)固定化的雙功能結構PMAHRM器件。器件向陽面通過噴霧工藝涂布TGB材料，而背面則設計用于富集水中的原位微生物的功能。兩個部分通過特殊導線實現(xiàn)了連接。該器件在可見光下對RhB的去除率為 85.70 %。將該器件與輪葉狐尾藻( Myriophyllum verticillatum )相結合，在無錫某處黑臭水體進行了為期近6個月的現(xiàn)場試驗。結果表明，NH3-N、TP和COD濃度指標降幅明顯，分別為 85.96 %、77.78 %和 73.53 %；透明指數(shù)上升 3.3 倍；底泥TN、TP和OM濃度指標分別降低了 10.64 %、9.60 %和 34.08 %。生境質量提進而升產(chǎn)生了積極的生物效應。其中，浮游生物和底棲動物的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)增加。藍藻門的密度下降了 57.33 %，綠藻門和硅藻門的出現(xiàn)使藻相趨于平衡。浮游動物的平均密度增加了 5 倍。PMAHRM器件利用新型TGB納米復合材料，在水生境恢復中發(fā)揮了重要作用，有效促進了水體生物多樣性的提升。
圖2.無錫某黑臭水體治理前后對比
a.處理前，b.處理后
基于本研究成果的雙良環(huán)境III型光催化生態(tài)網(wǎng)產(chǎn)品（企業(yè)標準Q320281HWH01-2023）應用典型案例--南京市江寧區(qū)百家湖光催化亮化水生態(tài)修復示范項目：
圖3.百家湖修復前后對比圖
通過該項技術治理，修復后水體清澈見底，藻類生長受到控制，生物多樣性指數(shù)提升，底泥碳、氮、磷含量下降。水生態(tài)質量得到顯著提升。
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