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石墨烯包覆氮化碳掺杂铁酸铜活化PMS同步去除水中抗生素抗性菌、抗性基因并抑制其水平转移的机制

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环境科学 2025年第1期46卷 305-317页

作者：周见卓孙秋楠李澳王学江赵建夫同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室

抗生素抗性菌（ARB）和抗性基因（ARGs）作为新兴污染物，严重威胁着人类健康和生态安全.通过冷冻干燥法制备了还原性氧化石墨烯（rGO）包覆的g-C3N4掺杂铁酸铜催化材料（rGO-CNCF），通过XRD、FTIR、XPS、SEM-EDS、TEM和DRS等分析手段... 详细信息

抗生素抗性菌（ARB）和抗性基因（ARGs）作为新兴污染物，严重威胁着人类健康和生态安全.通过冷冻干燥法制备了还原性氧化石墨烯（rGO）包覆的g-C3N4掺杂铁酸铜催化材料（rGO-CNCF），通过XRD、FTIR、XPS、SEM-EDS、TEM和DRS等分析手段对复合材料进行了表征，并构建了可见光助rGO-CNCF活化PMS系统，用于水中ARB和ARGs的去除.结果表明，在催化剂投加量为0.2 g·L-1,PMS投加量为0.3 g·L-1，溶液初始pH值为7.0时，30 min内Vis-rGO-CNCF/PMS高级氧化系统可实现对8.01 log SAARB的完全灭活.该系统能够有效降低SA-ARGs的水平转移能力，对于胞内和胞外游离态的SA-ARGs具有良好的破坏能力.同时，该高级氧化体系可以实现对水体中磺胺类抗生素及其ARB和ARGs的协同处理.该系统可以破坏ARB的细胞膜结构，使细胞破碎，淬灭实验表明，起主要作用的活性物质是单线态氧（1O2）.研究结果可以为处理水中的ARB和ARGs污染及控制ARGs的水平转移提供一种有前景的方法 .

关键词：过硫酸盐活化铁酸铜复合材料单线态氧抗生素抗性基因(ARGs) 基因水平转移

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过氧乙酸除藻效能与机理研究进展

现代化工 2025年

作者：钟文博杨黎彬陈家斌张亚雷周雪飞同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室

系统综述了过氧乙酸（Peracetic Acid，PAA）去除铜绿微囊藻的研究进展，分析了紫外、热、放电等离子体等不同活化方法对PAA除藻效率的影响；同时从破坏抗氧化系统、细胞膜的通透性和细胞结构方面探讨了PAA对藻细胞的作用机理；最后考察... 详细信息

系统综述了过氧乙酸（Peracetic Acid，PAA）去除铜绿微囊藻的研究进展，分析了紫外、热、放电等离子体等不同活化方法对PAA除藻效率的影响；同时从破坏抗氧化系统、细胞膜的通透性和细胞结构方面探讨了PAA对藻细胞的作用机理；最后考察了PAA在除藻过程中协同降解藻源有机物和藻毒素的潜力。基于此，提出了基于PAA的氧化除藻策略与展望，旨在为PAA在除藻中的应用提供理论支持和实践依据。

关键词：过氧乙酸除藻铜绿微囊藻藻源有机物藻毒素

厌氧铁氨氧化功能微生物的驯化与AQDS强化作用

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中国环境科学 2025年

作者：朱丹阳刁思圆宫徽戴晓虎污染控制与资源化研究国家重点实验室同济大学环境科学与工程学院上海电力大学环境与化学工程学院

厌氧铁氨氧化（Feammox）是一种在厌氧环境下的自养生物脱氮过程，具有较高环保性。但其在废水处理中的应用潜力尚未充分挖掘。本研究利用厌氧消化污泥，通过添加含氨氮和Fe(III)的配水富集Feammox功能微生物，并评估其长期脱氮性能。... 详细信息

厌氧铁氨氧化（Feammox）是一种在厌氧环境下的自养生物脱氮过程，具有较高环保性。但其在废水处理中的应用潜力尚未充分挖掘。本研究利用厌氧消化污泥，通过添加含氨氮和Fe(III)的配水富集Feammox功能微生物，并评估其长期脱氮性能。结果表明，第66天出现Feammox活性，并在后续批次中保持稳定；Feammox潜在功能菌Geobacter和Anaeromyxobacter的相对丰度分别增加了457倍和11.6倍。宏基因组分析显示，三条与亚硝氮转化相关的途径功能基因总相对丰度显著提升，包括氨氮氧化为亚硝氮（amo、hao），亚硝氮反硝化为氮气（nirSK、norB、nosCZ）和亚硝氮还原为铵（nirABD、nrfAH）。添加电子穿梭体蒽醌-2，6-二磺酸（AQDS）后可促进细胞外电子转移，氨氮去除率提高了17.8%。本研究揭示了Feammox过程在废水处理中的应用潜力，并深化对Feammox过程的理解。

关键词：自养脱氮厌氧铁氨氧化 AQDS 胞外电子传递宏基因分析

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海水碱度提升技术综述及协同实施路径展望

地球科学进展 2025年

作者：黄宝蓉周哲褚华强代朝猛杨守业张亚雷同济大学环境科学与工程学院同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室同济大学海洋地质国家重点实验室同济大学海洋与地球科学学院同济大学土木工程学院

碳中和是应对全球气候变化的重要手段，而负排放技术是实现碳中和目标的关键一环。海洋作为地球上最大的活跃碳库，在负排放技术开发中有着巨大潜力，为实现碳中和目标提供了重要支撑。其中，海水碱度提升技术被认为是一种高效且兼具生... 详细信息

碳中和是应对全球气候变化的重要手段，而负排放技术是实现碳中和目标的关键一环。海洋作为地球上最大的活跃碳库，在负排放技术开发中有着巨大潜力，为实现碳中和目标提供了重要支撑。其中，海水碱度提升技术被认为是一种高效且兼具生态效益的负排放技术，即通过人为投加碱性物质提高表层海水碱度，在促进海洋吸收CO2的同时，缓解海洋酸化。基于海洋碳酸盐平衡体系等理论基础，概述了海水碱度提升技术的基本原理，并结合国内外研究进展，总结了不同尺度的研究。从多维度对比评估了该技术的碳汇潜力和成本，指出其在实施路径、生态影响评估和公众接受度等方面的挑战。结合海水碱度提升技术特点和我国沿海地区实际情况，提出了耦合污水处理厂基础设施和海岸带工程等的协同实施路径，为推动海水碱度提升技术的工程应用提供创新思路，进一步丰富了发展海洋蓝色碳汇的科学内涵和路径。

关键词：碳中和海洋负排放碱度提升污水处理厂海岸带工程

富硅磁改性生物质炭的制备及其对Cd（Ⅱ）和As（Ⅲ）复合污染水体的吸附机制

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环境科学 2025年第1期46卷 282-295页

作者：田欣孙淇陈瑶王佳豪叶正钱赵科理吴骥子浙江农林大学环境与资源学院浙江农林大学浙江省土壤污染生物修复重点实验室

镉（Cd）和砷（As）往往共存于矿区周边的水体及农田土壤中，由于二者化学行为相反，难以同时对其进行去除.因此，通过制备得到了一种新型富硅磁改性生物质炭（SMB）材料，用于同时吸附水体中的镉（Cd）和砷（As）.试验首先通过共沉淀... 详细信息

镉（Cd）和砷（As）往往共存于矿区周边的水体及农田土壤中，由于二者化学行为相反，难以同时对其进行去除.因此，通过制备得到了一种新型富硅磁改性生物质炭（SMB）材料，用于同时吸附水体中的镉（Cd）和砷（As）.试验首先通过共沉淀法制备得到磁铁矿与生物质的混合物，将其与3种不同类型的硅酸盐（Na2SiO3、CaSiO3和SiO2）混合，而后在不同温度下（300、500和700℃）进行热解得到复合材料，通过复合吸附试验确定最佳制备条件.最后通过单吸附质及复合吸附质体系吸附试验，系统研究初始pH、吸附时间、初始浓度和添加顺序对SMB吸附Cd（Ⅱ）和As（Ⅲ）的影响，并结合SEM、FT-IR和XRD等表征分析阐明吸附机制.结果表明，在700℃下热解含5%CaSiO3的生物质-磁铁矿混合物制备得到的材料对Cd（Ⅱ）和As（Ⅲ）的吸附效果最佳，在初始浓度分别为30 mg·L-1和10 mg·L-1的Cd（Ⅱ）和As（Ⅲ）溶液中，去除率分别达到了92.04%和60.59%. SEM、FT-IR、XRD和BET等表征结果证实，SMB不仅具有较大的比表面积和丰富的官能团结构，还具有一定磁力特性；在单元素吸附试验中，Cd（Ⅱ）和As（Ⅲ）的最佳吸附pH均为6，分别在1 h和8 h达到吸附平衡，准二级动力学模型更好地拟合了SMB对Cd（Ⅱ）和As（Ⅲ）的吸附过程.复合吸附体系中，Cd（Ⅱ）和As（Ⅲ）的最佳吸附pH为7.复合体系等温吸附试验结果表明，Freundlich模型更好地拟合了材料对Cd（Ⅱ）和As（Ⅲ）的等温吸附过程，且元素之间存在协同和拮抗效应. SMB对As（Ⅲ）与Cd（Ⅱ）吸附的过程中能在铁氧化物表面形成A型与B型三元表面络合物，其中A型三元表面络合物的形成能大幅提高材料对As（Ⅲ）的吸附能力，但由于共存体系下材料优先吸附了As（Ⅲ），因此，As（Ⅲ）与Cd（Ⅱ）同时存在时协同作用主要由静电作用、共沉淀以及B型三元表面络合物的形成所控制.拮抗效应则是由于两种重金属元素竞争羟基结合位点所致.综上所述，SMB材料对水体中的Cd（Ⅱ）和As（Ⅲ）均具有较好的吸附效果，可用于高效修复Cd（Ⅱ）和As（Ⅲ）复合污染水体.

关键词：改性生物质炭水体修复重金属吸附机制协同作用

人工智能在环境工程中的应用：热点演化与未来趋势

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环境工程学报 2025年 3049-3058页

作者：杨静张萌朱亮张伟军徐明王东升俞汉青汪华林吴明红任洪强国家自然科学基金委员会工程与材料科学部浙江大学环境与资源学院中国科学院生态环境研究中心工业废水无害化与资源化国家工程研究中心清华大学环境学院中国科学技术大学环境科学与工程系华东理工大学资源与环境工程学院福州大学环境与安全工程学院南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室

环境工程学科面临新的挑战和机遇，需要转变科学研究范式，突破传统末端治理为主要目标的学科局限，在应对全球生态环境问题中发挥更重要的功能。人工智能是当今颠覆性的技术之一，是环境工程领域创新发展的关键方向。本研究采用文献计... 详细信息

环境工程学科面临新的挑战和机遇，需要转变科学研究范式，突破传统末端治理为主要目标的学科局限，在应对全球生态环境问题中发挥更重要的功能。人工智能是当今颠覆性的技术之一，是环境工程领域创新发展的关键方向。本研究采用文献计量学方法梳理了1990—2023年环境工程领域与人工智能相关的24 000余篇论文，分析了全球范围内该领域的主要研究机构，解析了人工智能在环境工程领域的研究方向现状，探讨了研究热点的演化及未来发展趋势，并提出了潜在的挑战。本研究可为人工智能在环境工程领域的研究与发展提供建议和思路，助力我国环境工程学科的跨越式发展。

关键词：环境工程人工智能研究方向热点趋势研究挑战

QuEChERS-UPLC-MS/MS分析有机肥中33种抗生素类药物残留

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分析试验室 2025年

作者：郭欣妍赵毅然陈真倪妮朱长青王娜汪庆生态环境部南京环境科学研究所国家环境保护农药环境评价与污染控制重点实验室河北工程大学能源与环境工程学院河北省大气成因与影响重点实验室污水处理及资源化利用河北省工程研究中心

建立了一种QuEchERS-超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）检测有机肥中5类33种抗生素类药物残留的分析方法。样品采用乙腈（含1%甲酸）和0.1 mol/L Na2EDTA-Mcllvaine缓冲液（pH 4）的混合溶液提取，提取液经PSA，CarbonS和EMR多种... 详细信息

建立了一种QuEchERS-超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）检测有机肥中5类33种抗生素类药物残留的分析方法。样品采用乙腈（含1%甲酸）和0.1 mol/L Na2EDTA-Mcllvaine缓冲液（pH 4）的混合溶液提取，提取液经PSA，CarbonS和EMR多种填料组合的QuEchERS净化后，基质效应在80%～120%之间。33种抗生素在0.5～100 μg/L范围内线性关系良好，相关系数(R2)均大于0.9950。方法检出限为0.1～1.3 μg/kg，定量限为0.33～4.33 μg/kg。在5，20，100 μg/kg 3种加标水平下，平均加标回收率为76.0%～107.4%，相对标准偏差为0.22%～14%。该方法适用于有机肥中抗生素类药物的分析检测。

关键词：有机肥 QuEchERS 超高效液相色谱-串联质谱抗生素残留

双阴膜流动电极电容去离子净化含铬废水的机制与效能

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中国环境科学 2025年

作者：刘翰隆张春鹏张思瑶张洋任学志杜雅琳张爽马语璠王彧洋地下水资源与环境教育部重点实验室吉林大学吉林大学新能源与环境学院环境工程系石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室吉林大学

六价铬(Cr（VI）)作为水环境中的I类致癌物，对人体健康和生态系统构成严重威胁，其高效去除是工业废水处理的核心难题.本研究开发了一种完全对称的“双阴膜”流动电极电容去离子（SFCDI）装置，采用双阴离子交换膜和短路闭合模式，无... 详细信息

六价铬(Cr（VI）)作为水环境中的I类致癌物，对人体健康和生态系统构成严重威胁，其高效去除是工业废水处理的核心难题.本研究开发了一种完全对称的“双阴膜”流动电极电容去离子（SFCDI）装置，采用双阴离子交换膜和短路闭合模式，无需高浓度背景离子，即可实现高效Cr（VI）去除这一构型的显著特点是避免了传统FCDI中因使用阳离子交换膜而导致的Cr3+回渗与总铬浓度反弹问题.在1.2V电压、初始pH5.0条件下，SFCDI在150分钟内将Cr（VI）浓度从50mgL-1降低至0.41mgL-1，总铬去除效率达97.55%，能耗仅为0.12kWhm-3.与传统FCDI相比，SFCDI显著提高了总铬去除效率并有效阻止Cr3+回流.进一步研究分析了电压、活性炭含量、pH值及共存阴离子对处理性能的影响，并验证了SFCDI在连续运行及实际电镀废水处理中的适用性和稳定性.在180分钟内，对实际电镀废水的Cr（VI）去除率达 97.68%，展现出绿色、高效、低能耗的应用潜力.

关键词：双阴膜设计流动电极电容去离子六价铬含铬废水电镀废水

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环境响应型智能膜及其在膜蒸馏中的研究进展

环境工程学报 2025年 3024-3034页

作者：郑利兵高瑞段宁鑫苑宏英员建魏源送中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室 Department of Chemical Engineering KU Leuven 天津城建大学环境与市政工程学院

膜蒸馏具有分离效率高、污染潜势低、操作简便等优势，在工业废水处理与资源化中具有显著优势。但膜污染和膜润湿问题仍悬而未决，限制其实际工程应用。环境响应型智能膜可感知外界环境条件变化后进而改变自身结构、特性与性能，故在膜... 详细信息

膜蒸馏具有分离效率高、污染潜势低、操作简便等优势，在工业废水处理与资源化中具有显著优势。但膜污染和膜润湿问题仍悬而未决，限制其实际工程应用。环境响应型智能膜可感知外界环境条件变化后进而改变自身结构、特性与性能，故在膜法水处理领域极具应用潜力。该研究系统总结了pH、温度、光、电场及磁场响应型智能膜的响应机制及在水处理中的研究进展，综述了智能膜在MD中应用的现状。结合环境响应机制与MD的特点，重点讨论了环境响应型智能膜在解决MD过程中存在的膜污染、膜润湿、低通量及长期稳定性差等问题的潜力，并对其在MD中应用的主要挑战及未来研究方向进行了展望。研究认为特殊润湿性智能膜的开发可为MD技术的发展与应用提供新方向，实现高效、稳定、简单、经济的智能膜的开发并明确其在MD过程机理，可推动MD技术的工业化应用。

关键词：膜蒸馏环境响应智能膜膜污染膜润湿特殊润湿性