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后天 2022年5月9日下午14:00-16:00（周一）
協(xié)同超凈化水土共治技術(shù)在流域河湖生態(tài)整體修復(fù)中的應(yīng)用
報(bào)告內(nèi)容
1.水科學(xué)知識(shí)（小分子團(tuán)水）
2.金剛石納米薄膜電極系統(tǒng)介紹
3.協(xié)同超凈化水土共治技術(shù)機(jī)理介紹
技術(shù)原理
一、技術(shù)介紹：
協(xié)同超凈化水土共治技術(shù)主要利用了調(diào)控?fù)诫s納米金剛石結(jié)構(gòu)芯片電極表面負(fù)電子親和勢特性。以大地為正極、核心電極模塊電極為負(fù)極，浸沒于水中，在低壓電場的驅(qū)動(dòng)下，負(fù)親和勢表面的大量電子逸出到水中，電極本身并不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。這些釋放出的游離電子，有效作用于水分子團(tuán)形成小分子團(tuán)活水，與水中膠體絡(luò)合物吸附在一起形成的污染物納米點(diǎn)，而納米點(diǎn)能夠高效吸收利用太陽光光子發(fā)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?yōu)榛钚匝鹾蜌錃馊芙庠谒w中，恢復(fù)流域生態(tài)環(huán)境。
由于負(fù)電子可以游離到系統(tǒng)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(diǎn)，最終將半徑300～500m水體作為治理目標(biāo)，在陽光照射的開放式水體中被消除，因此通過系統(tǒng)數(shù)量的疊加，就可以實(shí)現(xiàn)大流域水環(huán)境的整體提升。
超凈化作用在于協(xié)同高效利用了巨大的太陽光輻射能量(標(biāo)準(zhǔn)照射下每平方米1千瓦)，如果以半徑2500米計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)陽光照射下的總輻照強(qiáng)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(zhì)凈化見效快，而系統(tǒng)運(yùn)行耗電僅需十幾伏安全電壓 和很小能耗系統(tǒng)裝備類似于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的導(dǎo)火索的作用。
二、反應(yīng)機(jī)理概述：
在負(fù)電子的離散作用下，污染物被離散成小的納米點(diǎn)(5nm 以下)，這些納米點(diǎn)通過吸收光子，發(fā)生光解及光催化反應(yīng)，能夠使有機(jī)物中的鍵態(tài)斷裂降解，進(jìn)一步與活性氧作用，轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。有機(jī)物降解的同時(shí)又會(huì)形成新的納米點(diǎn)，新的納米點(diǎn)能夠同樣具有光催化功能，通過鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和水體的流動(dòng)，可以傳播到更遠(yuǎn)的水體區(qū)域，并形成更多的納米點(diǎn)，產(chǎn)生大量活性氧，降解更多污染物。同時(shí)，淤泥中的各種絡(luò)合物也會(huì)逐漸分散消解，釋放出厭氧菌產(chǎn)生的臭氣，并且水中的活性氧能夠逐漸滲透到淤泥內(nèi)部，氧化脫毒和降解其中的污染物。如此，通過納米金剛石結(jié)構(gòu)芯片電極構(gòu)架裝置產(chǎn)生的高濃度游離電子與陽光協(xié)同作用，最終實(shí)現(xiàn)湖泊水體和淤泥環(huán)境的凈化，經(jīng)過脫毒的膠體絡(luò)合物能夠成為水生物的餌料，使良性的水生態(tài)快速恢復(fù)。
三、主要性能指標(biāo)：
1.裝置的工作影響模式是立體的，在半徑300～500m 的項(xiàng)目范圍內(nèi)，對(duì)于坑塘、斷頭浜、封閉水塘、流動(dòng)河流等工況，只需確定在裝置影響范圍內(nèi)，通過兩組以上裝置的協(xié)同作用，即可實(shí)現(xiàn)既定的治理目標(biāo)。單組裝置的獨(dú)立工作，在周期和效果方面，弱于兩組裝置的協(xié)同應(yīng)用；
2．通過多組系統(tǒng)裝置的協(xié)同作用，即可實(shí)現(xiàn)流域的水環(huán)境整治，面積從幾平方公里到幾百平方公里，均可實(shí)現(xiàn)；
3．無需添加藥劑或菌種，無二次污染，真正實(shí)現(xiàn)原位修復(fù)；
4．可以省略為改善水質(zhì)采取的清淤措施。本技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)水體和底泥中有機(jī)物的一并降解；
5．對(duì)于農(nóng)業(yè)面源中的農(nóng)藥化肥殘留同樣具有降解作用，從源頭上根治；
6．對(duì)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(shí)間的前提下，均可實(shí)現(xiàn)污 染物大幅消除， 還原生態(tài)；
7．本技術(shù)對(duì)于外界溫度，沒有局限作用，在零度以下，系統(tǒng)同樣工作，實(shí)現(xiàn)污染物降解、水環(huán)境提升的目的；
8．系統(tǒng)對(duì)于COD、氨氮、總磷、總氮等通常環(huán)境污染因子，均能實(shí)現(xiàn)指標(biāo)的大幅消減；對(duì)于藍(lán)藻，亦能徹底根除，藻毒素徹底降解無毒化；對(duì)于重金屬離子等污染，亦可以實(shí)現(xiàn)重金屬的無毒化。
報(bào)告人：張亞非教授：上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院教授，亞太材料科學(xué)院院士,長江學(xué)者特聘教授，SCI期刊《Nano-Micro Letters》主編（IF-21）,薄膜與微細(xì)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。
研究領(lǐng)域：流域河湖生態(tài)整體修復(fù)（金剛石納米薄膜芯片系統(tǒng)）；凝聚態(tài)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(dǎo)體集成電路技術(shù)、FET、光伏電池、傳感器等）；納米加工技術(shù)（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(xué)金重點(diǎn)項(xiàng)目等十幾項(xiàng)科研項(xiàng)目和幾項(xiàng)軍工尖端科技項(xiàng)目。
主持人：王領(lǐng)全《中國給水排水》雜志副主編
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