近日，中国科学院南京地理与湖泊研究所、中国科学技术大学、厦门大学，通过构建“两相穿流膜”实现了湖泊-流域水体卤代化合物、硝酸盐和Cr（VI）等多种缺电子污染物的高效选择性去除。相关研究成果发表在环境与生态领域知名期刊Environmental Science & Technology上。论文第一单位为中国科学院南京地理与湖泊研究所“湖泊与流域水安全重点实验室”和“湖泊与环境国家重点实验室”，第一作者为中国科学院南京地理与湖泊研究所赵国强，合作者包括中科大苏州高等研究院特任副研究员刘添和厦门大学博士后杨级。研究成果将为保障湖泊-流域水安全提供技术支撑。

    硝酸盐、高价重金属和卤代物等缺电子污染物是威胁湖泊-流域生态健康的重要物质，传统活性氧自由基（ROS）难以通过“氧化”路径实现其高效选择性消减，还会造成二次污染等问题。该研究设计构建了穿流式两相膜装置，快速实现了强还原性“活性氢（*H）”的大量生成，通过“还原”路径实现了目标污染物的高效、精准、绿色消减，突破了*H寿命短、扩散距离受限、传质效率低，造成的能耗浪费问题。分子动力学和流体力学分析表明，曲折多孔的两相穿流膜能有效降低液体流动产生的扩散边界层厚度，强化了污染物扩散效率和提高了分子碰撞频率；膜分离功能可实现氢源与活性中心的快速分离，提高了*H利用效率。相关研究成果为湖泊-流域水体中污染物去除新型反应器设计提供了一种新思路。

    该工作得到了国家自然科学基金、院人才项目、湖泊与流域水安全重点实验室优秀青年科学家培育项目的联合资助。

    论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.4c06583

图1 两相膜强化活性氢传质器件设计

图2 湖泊-流域水体污染物去除性能