成果介绍
图1.图文摘要
本文首次提出了光催化介导原位水生境修复(PMAHR)的新概念。设计了具有双功能结构的原位水生境修复织物器件。通过逐步提高水生生物栖息地的质量,间接为水生生物创造良好的生存条件促进其生长,从而提高水生生物多样性。研究通过水热方式合成了一种PMAHR材料TiO2 / Graphene / BiVO4 (TGB)。表征数据表明新材料的吸收波长拓展至 504 nm。进一步地,联合团队设计了一种基于TGB材料和原位微生物分区固定化的双功能结构PMAHRM器件。器件向阳面通过喷雾工艺涂布TGB材料,而背面则设计用于富集水中的原位微生物的功能。两个部分通过特殊导线实现了连接。该器件在可见光下对RhB的去除率为 85.70 %。将该器件与轮叶狐尾藻( Myriophyllum verticillatum )相结合,在无锡某处黑臭水体进行了为期近6个月的现场试验。结果表明,NH3-N、TP和COD浓度指标降幅明显,分别为 85.96 %、77.78 %和 73.53 %;透明指数上升 3.3 倍;底泥TN、TP和OM浓度指标分别降低了 10.64 %、9.60 %和 34.08 %。生境质量提进而升产生了积极的生物效应。其中,浮游生物和底栖动物的Shannon-Wiener多样性指数增加。蓝藻门的密度下降了 57.33 %,绿藻门和硅藻门的出现使藻相趋于平衡。浮游动物的平均密度增加了 5 倍。PMAHRM器件利用新型TGB纳米复合材料,在水生境恢复中发挥了重要作用,有效促进了水体生物多样性的提升。
图2.无锡某黑臭水体治理前后对比
a.处理前,b.处理后
基于本研究成果的九游会品牌环境III型光催化生态网产品(企业标准Q320281HWH01-2023)应用典型案例--南京市江宁区百家湖光催化亮化水生态修复示范项目:
图3.百家湖修复前后对比图
通过该项技术治理,修复后水体清澈见底,藻类生长受到控制,生物多样性指数提升,底泥碳、氮、磷含量下降。水生态质量得到显著提升。
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