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农业水利工程系李乃稳副教授在水体环境治理同步协同控磷抑藻研究方面取得新进展
来源/编辑: 更新时间:2021-07-12 12:00:20 点击量:3917次

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近期,我院农业水利工程系刘超教授团队的李乃稳副教授在水体环境治理与修复中关于水体控磷抑藻研究方面取得新进展,相关研究成果以“ Synchronous algae and phosphorus removal by Ceramsite@Fe2O3 (FC) via taking the algae as crystal nuclei of hydroxylapatite”为题发表于工程技术领域国际权威期刊Chemical Engineering Journal (IF13.273)。文中创新性地利用结晶共沉淀构建了钙缓释复合陶粒与高磷富含藻反应体系,实现了对富营养化水体的磷和藻类协同高效去除,并能够长久抑藻。该研究对于湖库水体富营养化治理具有重要应用价值。论文第一署名单位为四川大学水力学与山区河流开发保护重点实验室/水利水电学院,第一作者为水利水电学院李乃稳副教授,通讯作者为刘超教授。

水体氮磷污染造成水体富营养化,藻类大量滋生、爆发,进而造成严重的水环境污染问题,如太湖、巢湖和滇池。对于上述湖泊水体的藻类和富营养化治理采用了众多方法,但成效不显著。磷是水体富营养化而藻类滋生的限制性因素,如何在治理藻类污染的同时而适宜控磷则成为水体富营养化治理的关键。

为解决水体磷和藻类协同控制的问题,李乃稳副教授等人利用粘土陶粒为基底材料,创新性地利用氯化铁在酸性条件下对其进行复合改性,制备了具有高磷吸附特性并持续缓释钙离子的陶粒复合材料,并应用其进行了协同控磷抑藻实验研究。该材料表现出卓越的协同控磷除藻性能,在72小时内对藻类(3.2×106 个细胞/mL)和磷(5mg/L)的去除率均达到100%,同时对不同藻类同样具有较高的去除效率,如球绿微囊藻、普通小球藻、鱼腥藻、斜生栅藻、小环藻和隐藻。新型铁改性陶粒协同除藻抑磷机理为带负电荷的藻类首先吸附改性陶粒释放的带正电荷的Ca2+,然后与磷酸盐结合形成羟基磷灰石 (Ca10(PO4)6(OH)2),羟基磷灰石以藻细胞为结晶核,通过结晶共沉淀实现了藻类和磷的同步协同去除;施加复合材料后30天的实验时间内,水体藻数量持续稳定在较低水平,证实本材料具有长期除磷抑藻能力。

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本研究获得了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、四川省重大科技专项及成都市重大科技应用示范项目等项目资助。

李乃稳,博士,农业水利工程系副教授,主要从事水力学、环境治理与修复、环保功能材料、河湖健康评价等方面研究,主持国家重点研发计划项目课题1项,四川省生态环境重大专项1项,成都市重大科技应用示范项目1项,结题完成国家自然科学基金项目1项。近年在水体黑臭污染过程与机制、限制性因素及水环境氮磷治理与修复等方面研究取得了系列进展,研究成果在《Chemical Engineering Journal》,《Journal of Hazardous Materials》,《Journal of Hydrology》,《Journal of Water Process Engineering》,《Chinese Chemical Letters》等国际期刊上发表,授权国家发明专利7项,主编及副主编普通高等教育“十二五”规划教材、全国水利行业规划教材2部。

原文链接:

1. Synchronous algae and phosphorus removal by Ceramsite@Fe2O3 (FC) via taking the algae as crystal nuclei of hydroxylapatite. Chemical Engineering Journal, https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130748 .

2. 国家发明专利:一种具有控磷抑藻功能的改性陶粒及其制备方法和应用, ZL 20191085662.8


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