廣東省科學院生態環境與土壤研究所研究員孫蔚旻團隊和廣東省科學院化工研究所合作，創新性地提出了一種利用原位電化學強化處理富營養化河水的新方法。相關研究近日發表於《總體環境科學》。
河流生態系統是地表最重要的淡水資源之一，但河水經常受到氮、磷等營養物質的衝擊，導致水體富營養化現象頻發。由於河水體量較大，迫切需要一種高效、經濟的水處理技術以實現富營養化河水的同步脫氮除磷。
研究人員在受汙染河段原位實施了一種太陽能驅動的電化學水處理技術，用以強化富營養化河水中氮、磷汙染物的去除。該原位電解設備陽極和陰極為鐵板組合電極，電極電勢為10 ± 0.5 V，單個電解設備能耗約1.2 ± 0.1 kWh/day，電解能耗完全由太陽能電板供給，並由控制器調控。
該研究對電解實施前後不同河段位置的水質和微生物群落結構進行了連續監測，發現該電解技術實施後，受汙染河段的總氮和總磷平均去除效率分別達到了72.4 ± 11.7 和 13.8 ± 5.3 mg m-2 d-1，較未處理階段分別提升了3.7倍和4.7倍。其中，80%以上的總氮去除提升體現為硝態氮的削減，氫自養反硝化細菌在河流沉積物—水界面和懸浮沉積物中皆得到了富集，表明電解陰極作為電子供體可能同時促進了沉積物和懸浮沉積物介質上微生物驅動的氫自養反硝化過程。
此外，電解處理顯著增加了河水中顆粒態磷的比例，溶解態磷的比例和含量大幅降低，陽極釋放的鐵離子同時強化了磷與懸浮沉積物的共沉澱作用。
該研究表明太陽能驅動的原位電解是一種經濟有效的脫氮除磷技術，為富營養化河水的處理提供了新的技術手段。（來源：中國科學報 朱漢斌 劉華清）
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144293
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