近日，我院張勝花教授課題組在化工和環(huán)境工程領(lǐng)域權(quán)威期刊《Chemical Engineering Journal》(中科院一區(qū)TOP，IF=13.2)上發(fā)表題為“Sustainable sediment phosphorus control by Ca/Fe modified DWTR in shallow lakes under hypoxia-disturbance dual stresses: Performance, mechanisms, and life cycle assessment”的最新研究成果。第一作者為我校資環(huán)學(xué)院碩士研究生黃悅，論文通訊作者為張勝花教授，中南民族大學(xué)為唯一通訊單位。

湖泊富營(yíng)養(yǎng)化是全球面臨的重大水環(huán)境問(wèn)題，沉積物中積累的磷作為內(nèi)源性污染源，在擾動(dòng)、缺氧等不利環(huán)境條件下極易釋放，持續(xù)加劇水華爆發(fā)。在淺水湖泊中，沉積物再懸?。ㄈ顼L(fēng)浪擾動(dòng)）與缺氧、pH值升高等不利條件還經(jīng)常形成協(xié)同效應(yīng)，這使得傳統(tǒng)磷鈍化劑在這些多重環(huán)境動(dòng)態(tài)應(yīng)力條件下表現(xiàn)出有限的吸附能力和穩(wěn)定性。飲用水處理殘余物（DWTR）作為水處理過(guò)程中的副產(chǎn)物，雖具備磷吸附潛力，但未改性材料的吸附容量和抗干擾能力有限，難以滿(mǎn)足實(shí)際修復(fù)需求。該研究針對(duì)淺水湖泊缺氧-擾動(dòng)雙重脅迫下的沉積物磷釋放問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一種新型鈣鐵共改性飲用水處理殘余物（Ca/Fe-DWTR），為富營(yíng)養(yǎng)化湖泊生態(tài)修復(fù)提供了高效且環(huán)境友好的技術(shù)方案。

本研究通過(guò)共沉淀法制備了Ca/Fe-DWTR，最大吸附容量達(dá)82.24 mg P/g。其吸附性能受pH值、共存離子和腐殖酸的影響極小，在廣泛的水環(huán)境條件下均能保持穩(wěn)定的除磷效果，解決了傳統(tǒng)材料適應(yīng)性差的關(guān)鍵問(wèn)題。借助TEM-EDS、XRD、XPS多種表征技術(shù)揭示了Ca/Fe-DWTR的磷吸附機(jī)制：通過(guò)形成羥基磷灰石、金屬-磷酸氫鹽/磷酸鹽沉淀以及內(nèi)層金屬-氧-磷絡(luò)合物實(shí)現(xiàn)磷的高效固定，吸附后的磷主要以穩(wěn)定的鈣結(jié)合態(tài)形式存在，顯著降低了磷的二次釋放風(fēng)險(xiǎn)。Ca/Fe-DWTR通過(guò)將不穩(wěn)定的磷形態(tài)（如鋁結(jié)合態(tài)磷、有機(jī)磷）轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的鈣結(jié)合態(tài)磷和殘?jiān)鼞B(tài)磷有效抑制沉積物磷釋放。生命周期評(píng)估結(jié)果表明，Ca/Fe-DWTR制備過(guò)程的環(huán)境影響較小，該材料以工業(yè)副產(chǎn)物為原料，既實(shí)現(xiàn)了廢棄物的資源化利用，又降低了制備成本，在缺氧及頻繁擾動(dòng)的淺水湖泊富營(yíng)養(yǎng)化沉積物修復(fù)中具有顯著應(yīng)用潛力。

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