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后天 2022年5月9日下午14:00-16:00（周一）
協同超凈化水土共治技術在流域河湖生態整體修復中的應用
報告內容
1.水科學知識（小分子團水）
2.金剛石納米薄膜電極系統介紹
3.協同超凈化水土共治技術機理介紹
技術原理
一、技術介紹：
協同超凈化水土共治技術主要利用了調控摻雜納米金剛石結構芯片電極表面負電子親和勢特性。以大地為正極、核心電極模塊電極為負極，浸沒于水中，在低壓電場的驅動下，負親和勢表面的大量電子逸出到水中，電極本身并不發生氧化還原反應。這些釋放出的游離電子，有效作用于水分子團形成小分子團活水，與水中膠體絡合物吸附在一起形成的污染物納米點，而納米點能夠高效吸收利用太陽光光子發生光解和光催化，降解水體和底泥中的污染物，并且能夠分解水 分子，變為活性氧和氫氣溶解在水體中，恢復流域生態環境。
由于負電子可以游離到系統半徑300～500m的立體范圍，都可以將此范圍的污染物離散成為納米點，最終將半徑300～500m水體作為治理目標，在陽光照射的開放式水體中被消除，因此通過系統數量的疊加，就可以實現大流域水環境的整體提升。
超凈化作用在于協同高效利用了巨大的太陽光輻射能量(標準照射下每平方米1千瓦)，如果以半徑2500米計算，標準陽光照射下的總輻照強度理論上為 2000萬千瓦，如此大功率能量作用于水體的有效凈化，所以水質凈化見效快，而系統運行耗電僅需十幾伏安全電壓 和很小能耗系統裝備類似于鏈式反應的導火索的作用。
二、反應機理概述：
在負電子的離散作用下，污染物被離散成小的納米點(5nm 以下)，這些納米點通過吸收光子，發生光解及光催化反應，能夠使有機物中的鍵態斷裂降解，進一步與活性氧作用，轉化為二氧化碳和水。有機物降解的同時又會形成新的納米點，新的納米點能夠同樣具有光催化功能，通過鏈式反應和水體的流動，可以傳播到更遠的水體區域，并形成更多的納米點，產生大量活性氧，降解更多污染物。同時，淤泥中的各種絡合物也會逐漸分散消解，釋放出厭氧菌產生的臭氣，并且水中的活性氧能夠逐漸滲透到淤泥內部，氧化脫毒和降解其中的污染物。如此，通過納米金剛石結構芯片電極構架裝置產生的高濃度游離電子與陽光協同作用，最終實現湖泊水體和淤泥環境的凈化，經過脫毒的膠體絡合物能夠成為水生物的餌料，使良性的水生態快速恢復。
三、主要性能指標：
1.裝置的工作影響模式是立體的，在半徑300～500m 的項目范圍內，對于坑塘、斷頭浜、封閉水塘、流動河流等工況，只需確定在裝置影響范圍內，通過兩組以上裝置的協同作用，即可實現既定的治理目標。單組裝置的獨立工作，在周期和效果方面，弱于兩組裝置的協同應用；
2．通過多組系統裝置的協同作用，即可實現流域的水環境整治，面積從幾平方公里到幾百平方公里，均可實現；
3．無需添加藥劑或菌種，無二次污染，真正實現原位修復；
4．可以省略為改善水質采取的清淤措施。本技術可以實現水體和底泥中有機物的一并降解；
5．對于農業面源中的農藥化肥殘留同樣具有降解作用，從源頭上根治；
6．對于不同污染程度水體(高濃度污染水體/生活污水/重度黑臭/劣Ⅴ類/Ⅳ類等)，在滿足光照和停留時間的前提下，均可實現污 染物大幅消除， 還原生態；
7．本技術對于外界溫度，沒有局限作用，在零度以下，系統同樣工作，實現污染物降解、水環境提升的目的；
8．系統對于COD、氨氮、總磷、總氮等通常環境污染因子，均能實現指標的大幅消減；對于藍藻，亦能徹底根除，藻毒素徹底降解無毒化；對于重金屬離子等污染，亦可以實現重金屬的無毒化。
報告人：張亞非教授：上海交通大學電子信息與電氣工程學院教授，亞太材料科學院院士,長江學者特聘教授，SCI期刊《Nano-Micro Letters》主編（IF-21）,薄膜與微細技術教育部重點實驗室主任。
研究領域：流域河湖生態整體修復（金剛石納米薄膜芯片系統）；凝聚態物理和納米電子材料（金剛石、石墨烯、碳納米管等）；納米電子器件（半導體集成電路技術、FET、光伏電池、傳感器等）；納米加工技術（納米焊接、納米剪切、納米組裝、納米掩膜光刻、表面納米修飾和鈍化等）。完成973、863、國家自然科學金重點項目等十幾項科研項目和幾項軍工尖端科技項目。
主持人：王領全《中國給水排水》雜志副主編
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