科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,，為解決黑臭水體污染治理的世界性難題提供了新選擇。我國科學(xué)家研發(fā)出一種新材料,，將其平鋪在黑臭水體表面,，太陽光照射兩周內(nèi)，可明顯改善水質(zhì),。今年初,，相關(guān)成果獲得國家自然科學(xué)獎二等獎,，擁有發(fā)明專利50多項，已在上海,、安徽,、江蘇等地成功示范，正成為整治黑臭水體和污染防治的利器,。

　　這一科研成果,，由中科院上海硅酸鹽研究所首席研究員、北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院教授黃富強帶領(lǐng)兩家科研機構(gòu),，歷經(jīng)7年攻關(guān)獲得,。其成功研發(fā)的新材料，由三維石墨烯管和黑色二氧化鈦兩種特殊材料混合而成,，治污原理是“物理吸附+光化學(xué)催化降解”。

　　有害有機物是黑臭水體的“元兇”,，治理黑臭水體關(guān)鍵是消除這些有機物,。自然環(huán)境條件下，借助生態(tài)的自修復(fù)功能,，水體中的有害有機物可以自行降解,，但污染嚴重的黑臭水體自修復(fù)能力很弱，生態(tài)凈化周期會比較長,。新材料可幫助黑臭水體加快有毒有機物的降解速度,，縮短水體凈化時間，并重新開啟生態(tài)環(huán)境的自修復(fù)凈化能力,。

　　黃富強介紹：“三維石墨烯管負責(zé)快速,、更多地牢牢‘抓住’各類有害有機物；黑色二氧化鈦作為光催化劑,，可對高達95%的全太陽光譜進行高效,、充分吸收，進而快速地將捕獲上來的有毒有機物降解為二氧化碳和水,?！?/p>

　　普通的石墨烯是二維的，形似平鋪的紙張,，而該團隊研制的三維石墨烯管猶如立體的“蜂巢”,，比表面積和中空體積增大，對有毒有機物的“抓取量”大大增加,。

　　二氧化鈦由于只能吸收僅占總太陽能5%的紫外光,，不能吸收可見光和近紅外光，降解有機物的效率較低,。為改善二氧化鈦吸光效率,、進而提升有害有機物的降解速度,，黃富強團隊采用特殊工藝，制備出的黑色二氧化鈦實現(xiàn)了高達95%的全太陽光譜吸收,。

　　中科院院士張洪杰認為,，黑色二氧化鈦是該成果“核心中的核心”。幾年前,，美國密蘇里大學(xué)陳小波教授研發(fā)出黑色二氧化鈦,，將對太陽光的吸收效率從5%提升到30%，引起學(xué)術(shù)界關(guān)注,。

　　除治理黑臭水體,，黃富強團隊研究的新材料在處理印染廢水、制革廢水等工業(yè)污水方面也有突出成效,。例如,，添加1克新材料可吸附1.476克鉛離子，簡單酸化處理后,，重金屬離子可回收并被加工成各類高附加值材料,。

　　在示范應(yīng)用期間，團隊在上海,、安徽,、江蘇等地共鋪設(shè)新材料光降解網(wǎng)3000多張，覆蓋水域總面積近4萬平方米,。

　　在上海天山公園和中山公園,，團隊將涂覆有新材料的光降解吸附網(wǎng)鋪在湖面后，不動水底淤泥,，吸附網(wǎng)就能將有機物分解為二氧化碳和水,，進而提高水體含氧量，增強水體自凈化和生態(tài)修復(fù)能力,。

　　上海輕工業(yè)環(huán)境保護技術(shù)研究所檢測中心和江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境工程重點實驗室的檢測結(jié)果顯示,，治理僅7天后，化學(xué)需氧量,、氨氮,、總磷等代表性指標(biāo)均從劣五類水改善至五類水以上。

　　在安徽省肥東縣,，團隊對定光河污染較嚴重的中上游河段進行了治理,。肥東縣環(huán)保局水環(huán)境管理科主任薛鐵成說，定光河是典型的復(fù)合污染河道,，此次治理后,，污水各項指標(biāo)的去除率達60%以上。

　　新材料還具備成本比較優(yōu)勢,。黃富強介紹,，將新材料與市面主流材料進行實驗室對比測試,，針對印染廢水、制革廢水,、造紙廢水等典型的難降解高濃度有機廢水,，市面材料20分鐘可降解完成，而新材料只需2-3分鐘,，降解速度大幅提高,，但制備成本與市面材料相當(dāng)。

　　陳小波表示：“該團隊研發(fā)的獨特制備方法具有很多技術(shù)優(yōu)勢,，讓大規(guī)模低成本生產(chǎn)黑色二氧化鈦成為可能,，這是一項突破性成果，將有力促進該材料的實際應(yīng)用和商業(yè)化,?！?/p>

　　記者了解，目前,，這一成果的兩大關(guān)鍵材料已走出實驗室,，實現(xiàn)快速、無污染,、低缺陷規(guī)模化制備,，由團隊自主設(shè)計,、搭建的低成本技術(shù)生產(chǎn)線已具備50噸年產(chǎn)能。