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　　本文从旧例水资源执掌和很是规水资源拓荒角度，回首了2023年地外水中新污染物防控、地下水资源包庇、饮用水安定保护、污水统治降碳增效、废水资源化诈骗、很是规水源拓荒及中邦水资源包庇与诈骗等方面的环球科技筹议热门及亮点事务。领悟说明：地外水新污染物防控系统兴办聚焦于境遇质料程序、污染执掌身手的筹议，借助摩登水文地质学希望擢升地下水资源包庇秤谌，新膜身手有助于饮用水安定保护，增效降碳协同起色成为污水统治行业面对的新挑衅，屯子污水统治与资源化界限正在身手的改正、解决的优化和污水的资源化等众个方面赢得了本色性成果和筹议功劳，碳基纳米原料等正在境遇放射性核素差别界限取得普遍合切，结晶身手是高盐废水零排放的枢纽身手，新型膜蒸馏身手助推海水淡化身手与工程兴办稳步起色，中邦治水成效为全邦奉献中邦机灵、中邦计划。

　　近年来，地外水源水中屡次检出历久性有机污染物（如全氟化合物等）、内排泄作梗物（EDCs）、抗生素、微塑料等4类新污染物，对公家饮水强健和水生态安定带来新的挑衅。瓦格宁根大学Strokal团队共同荷兰民众工程和水资源解决总局Vriend团队通过模子统计环球河道排入海洋微塑料的含量，结果显示：正在欧洲、北美州和大洋洲，微塑料正在近40%的流域中占主体。纽约大学格罗斯曼医学院Trasande团队提出应器重EDCs正在食品链中积聚和水境遇中的迁徙转化，且需尽速征战时外水EDCs的监测编制、拟定和圆满地外水EDCs的境遇质料程序，地外水源水中的新污染物防控刻阻挠缓。因而，侯立安团队盘绕饮用水源中新污染物赋存特色，针对饮用水源新污染物防控系统兴办程序化、绿色化、优质化的起色目的，提出头向2035年的饮用水源新污染物防控身手门途。南京大学史薇团队通过汇集过去10年中邦地外水中全豹讲演的新污染物，揭示中邦地外水的危险情景，提出采用众目标危险特色领悟举措对中邦地外水中的新污染物举行深度管控。贵州大学李江团队针对都会污水统治厂行动新污染物主要的“源”和“汇”，提出污水中新污染物“微生物共代谢-催化氧化”深度去除工艺并展开身手树范。

　　2023年7月10日至11日，2023年邦际地下水集会提出了摩登水文地质学学科内在与外延、学科“主题”科常识题，显现了地下水界限的最新科研功劳和合联新身手，对中邦地下水科学与身手的起色起到了宏壮的鞭策效率。

　　以往的环球水文模子（如PCR-GLOBWB模子）预测地下水合键是基于地下水抽取减补给（通量法），粗心了地下水和地外水之间的干系。2023年美邦德克萨斯大学Scanlon团队将地下水和地外水视为一种资源，对目下和史册淡水供应举行整个忖度。地下水监测显示：印度西北部、巴基斯坦中部和美邦西北部的储水量加众，而美邦高平原和焦点山谷的储水量低浸。天气众变性导致储水发作极少变更，但人工过问，非常是灌溉，是一个合键的驱动要素（图1）。通过众样化的解决策略，能够抬高水资源的克复力。中邦水利部正在2023年编制完结了《“十四五”中心区域地下水超采归纳执掌计划》和《地下水包庇诈骗解决门径》，促进地下水储藏结构，规定储藏畛域，明晰储藏量，鞭策地下水资源的包庇与合理诈骗。

　　地下水中的氟化物无间备受合切。2023年瑞士联邦水产科学与身手筹议所Podgorski等基于呆板进修和40众万个氟化物衡量值，提出了一个最前辈的环球氟化物迫害图，然后用于忖度危险人群。地下水氟化物迫害图显示的热门征求澳大利亚中部、北美西部、巴西东部以及非洲和亚洲的很众地域。此中正在较和善的地域，因为用水需求加众，饮用水中氟化物的下限或许是可取的，这说明受影响的热带和亚热带地域（如中非和南亚地域）的强健危险或许更大。应对这些目下和他日挑衅的枢纽办理计划征求正在易氟化物地域测试水井和泉水，并正在须要时践诺改进法子。

　　水厂古板净化工艺对水中超标离子及新污染物去除成效有限，越来越众的给水厂遴选反排泄、纳滤等膜统治工艺，新型膜原料正在饮用水资源拓荒及净化方面揭示出宏壮的利用前景。水和盐正在反排泄膜中的传输无间被以为适合消融-扩散模子，美邦耶鲁大学Elimelech团队基于非均衡分子动力学模仿和溶剂排泄实践，浮现反排泄膜中的水是以团簇的阵势通过短暂衔接的孔隙收集，证据反排泄膜水-盐传输机制适合孔流模子。因而采用外观愈加滑腻的新型反排泄膜，能够抬高水的传输效果，低落运转能耗。哈尔滨工业大学邵途团队采用“冰限域”界面蚁合（IC-IP）身手得胜制备出高度离子化聚酰胺纳滤膜（图2）。该纳滤膜具有怪异的高度离子化三维准层状褶皱布局，具有优异的盐差别成效和一/二价阴离子筛分本能，可高效过滤纳米/亚纳米级小分子和离子物质，冲破了古板的排泄-遴选衡量效应（trade-off）效应。侯立安团队采用尿素辅助一步热统治法得回g-C3N4复合光催化陶瓷膜，将金属有机框架原料利用于g-C3N4陶瓷膜的改性，Co3O4/g-C3N4复合陶瓷膜正在过一硫酸盐（PMS）辅助下达成了光催化降解本能的极大擢升，达成了对EDCs的高效降解；同时也发理会纳滤饮水净化和以预统治—纳滤膜—后统治组合工艺统治特种污染水的举措和系列设备，有用去除水体中“致癌、致畸、致突变”物质和核生化污染物，达成了特种污染水的迅速矫捷统治，可为饮水安定保护供给适用身手和系列设备。

　　饮用水统治工艺的构修及优化应从供水全流程的视角举行编制性领悟。古板的“加法”身手因化学药剂增添带来了新的慢性毒性题目。佐治亚理工学院陈勇生团队提出“减法”身手，将微生物和其他污染物先从原秤谌分离出来，更着重于采用河（湖）岸过滤、生物过滤、吸附、以及膜身手等物理和生物统治举措，正在枢纽身分采用较小剂量的紫外和化学消毒以最大水准地裁减微生物再生危险。其它，还能够将量子化学估计打算以及呆板进修等举措利用到工艺进程，便于预测目的化合物的降解途径和毒理学性格，该身手能够带来更安定的饮用水，更低的统治本钱，以及更高的可陆续起色绩效。

　　古板污水统治众采用“以能消能”的除“污”形式，违背资源能源接受、碳中和等可陆续起色目的。从达成“双碳目的”“能量自给”和“资源接受”等角度起程，城镇污水统治厂正慢慢向增效降碳宗旨起色。普林斯顿大学Ren团队采用文献发现的举措，定量领悟水资源接受办法中差异下水道编制和统治工艺的甲烷（CH4）排放，确定了合键的CH4排放源和潜正在减缓CH4排放的举措，供给了一个整个且具有代外性的排放清单，并仔细比拟了差异统治工艺和合联排放源的CH4排放强度。结果说明，CH4排放畛域为0.01~110g CH4/m3，美邦城镇污水齐集统治的CH4年排放量约为（10.9±7.0）MMT，CO2-eq约为2019年排放量（4.3~6.1MMT CO2-eq）的2倍。

　　大无数景况下，寡碳缺氧区对养分物质的去除奉献亟待擢升。北京工业大学彭永臻团队正在统治都会污水的不断流中试装配中（55m3/d），于寡碳缺氧区中引入原生生物载体。正在517d的监测进程中，浮现厌氧氨氧化菌正在生物膜内高度自我富集，并正在氮代谢中占主导名望，对脱氮的奉献率为92.5%。寡碳缺氧区对总氮去除的奉献比例由（9.2±4.1）%抬高到（19.2±4.2）%，同时其N2O排放通量低落了84.5%。该筹议进一步揭示了被无视的寡碳缺氧区的脱氮潜力（图3）。

　　中山大学陈绍晴团队编制领悟了中邦300余个地级市的城镇污水统治厂运转和再生水的分散式数据，量化了城镇污水厂的全性命周期温室气体排放，浮现中邦城镇污水统治温室气体排放强度低浸且水资源压力缓解明显，进一步提出了兼顾鞭策低碳统治身手集成等“水-碳”协同优化计谋倡导。

　　屯子污水具有水量小、水质担心祥等特质，污染涣散且难以汇集统治，因而加快屯子污水的统治与资源化经过刻阻挠缓。2023年屯子污水统治与资源化界限正在身手的改正、修造的试点、解决的优化和污水的资源化等众个方面赢得了本色性成果和筹议功劳。（1）正在身手的改正方面，东南大学吕锡武团队采用碳毡厌氧折流板反映器正在室温下统治黑水，对有机物有较好的统治成效，并能接受高纯度沼气。贵州大学李江团队筹议了“厌氧折板反映器+一体化人工湿地（ABR-CWs）”对屯子污水中氧氟沙星的统治成效（图4），为以后屯子污水中新污染物的局限供给了身手支持。正在修造的试点方面，南开大学周明华团队拓荒了一种用于统治涣散屯子污水的中试周围太阳能电化学归纳污水统治修造，集成了类Fenton氧化、电氧化和UV/H2O2，以及Fe(OH)3为主的絮凝，能够有用地去除废水中的各样污染物。（2）正在解决的优化方面，海南大学李艳团队提出了诈骗地舆新闻编制（GIS）身手改良屯子污水统治办法的举措，通过群体选址众目的优化模子来确定修造的最优化选址。智利圣地亚哥大学Gaggero团队浮现差异屯子污水统治身手能低落SARS-CoV-2、NoVGI和NoVGII的病毒浓度，进而提出需巩固对废水中病毒的影响技能的筹议，有助于屯子地域盛行病学的监测解决。西安交通大学金鹏康团队集合西安76个屯子污水统治站1年的观测，浮现因为显着间歇断流影响了统治成效，并拓荒了间歇运转及消融氧调控战术。（3）正在屯子污水资源化方面，南京水利筹议所李伟团队采用由简单生物滤池、人工湿地和养分生物塘构成的新型近自然编制（BCT编制）对屯子生存污水举行原位统治并灌溉农田。上海市政工程计划筹议总院黄开团队对屯子污水中的资源化诈骗提出了“相邻联治、分类分治、资源诈骗、因地制宜”执掌形式。

　　日本福岛核污水排海事务激发环球对核废水安定办理的热切合切和顾虑，亟需起色相应的差别身手从杂乱境遇系统被选择性去除核素离子，助力核能安定利用并减轻公家和境遇强健迫害。具有高比外观积、足够活性位点以及布局可计划的新型纳米原料如石墨烯（GO）、MXene原料、有机共价框架原料（COFs）以及其他碳基纳米原料等正在境遇放射性核素差别界限取得普遍合切。

　　中邦原子能科学筹议院叶邦安团队计划了离子COF-Py-TFImI-25，诈骗钍-骨架N配位彼此效率达成对放射性核素钍（Th）的特异性吸附。美邦北德克萨斯大学马胜前团队通过正在骨架布局上嫁接差异基团达成了光生电子-空穴的高效差别，制备的COF-4P也许同步达成UO22+吸拥护还原。纵然COFs正在放射性元素吸附界限揭示出宏壮的潜力，可是其昂贵的本钱和杂乱的制备工艺节制了原来践利用。侯立安团队诈骗摄取磷酸盐后的羟基磷灰石达成对放射性元素铀的特异性吸附，是一种有出途且具有本钱效益的吸附剂，希望正在放射性元素铀吸附界限取得普遍利用。

　　吸附差别膜将吸附与膜差别进程集合，也许达成痕量放射性核素的遴选性高效差别。侯立安团队拓荒了一种高水通量和优异差别本能的松散纳滤膜，通过引入高电负性和足够的含氧官能团可有用去除水中的放射性核素铀（99.35%），其它，通过将普鲁士蓝、GO和聚乙二醇掺入聚砜基质中，制备了一种新型校正纳滤膜来统治放射性核素污染的水，达成了对铯（Cs+，99.5%）和锶（Sr2+，97.5%）的有用拘押。中邦科学院高能物理筹议所石伟群团队仿生“章鱼触手吸盘”修筑了一种具有超高的布局安祥性以及高效纳滤本能的新型无机-有机杂化二维层状膜（TBM），如图5所示。该层状膜也许遴选性差别富集模仿海水中的铀，为适于海水提铀的二维层状膜研发供给了新的修筑战术。

　　目前新型差别原料正在放射性核素净化筹议中赢得了明显功劳，然而目下针对新型差别原料的筹议众处于实践室阶段，实践利用筹议仍较少。因而，仍需巩固差异差别净化身手的交融，正在原料的辐射安祥性、化学安祥性和热安祥性、放射性核素的差别新机制以及低落新型纳米复合原料本钱等方面展开长远筹议。

　　高盐废水轮回诈骗往往须要众种身手组合统治，2023年12月揭晓的首个高盐有机废水统治利用身手指南保举，关于全盐量小于8%的高盐有机废水身手流程为：预统治+生化统治+深度统治+脱盐统治，而高于8%的高盐有机废水则将脱盐统治提至生化统治前端，该程序为高盐有机废水统治和轮回诈骗供给了科学向导。华南理工大学韦朝海团队开头明晰了他日焦化废水零排放旅途，构修了焦化废水零排下班艺，达成了98%以上的水回用。

　　结晶身手是高盐废水零排放的枢纽身手。中邦石化工程兴办有限公司提出基于冷冻结晶为主题的废水零排下班艺流程，不光办理了废水零排放，同时还达成了接受硫酸钠和杂盐。其它，膜蒸馏被证据是有用达成盐结晶的方法，但长远往后受困于易结垢题目且结垢机制仍不明晰。中邦科学院生态境遇科学筹议核心魏源送团队采用级联战术，揭示了异质成核、外观晶化和堆砌结晶是膜蒸馏统治高盐废水的合键结垢机制。基于导电膜蒸馏也许同时局限阳离子和阴离子的潜力，悉尼科技大学Ho Kyong Shon团队共同韩邦高丽大学Seungkwan Hong团队提出了互换导电膜蒸馏（ECMD）的操作，较古板膜蒸馏水接受率抬高了27%。跟着“双碳”目的的提出，诈骗太阳能结晶器驱动高盐废水中盐分从亲切饱和的盐水中结晶出来，从而达成零排放的目的，也逐步成为筹议热门。香港理工大学范金土团队计划了一种人工树状太阳能结晶器（图6），可明显加众蒸发面，达成了超高蒸发率和高能效。

　　海水淡化瑕瑜旧例水资源诈骗的主要实质。近年来，基于膜法的海水淡化身手与工程兴办稳步起色，新型膜蒸馏身手也备受合切。新型膜原料拓荒为膜蒸馏海水淡化的起色供给了枢纽的原料支持，此中石墨烯类二维原料显现出了优于古板原料的高排泄技能。中邦科学院上海上等筹议院曾岑岭团队以众孔铜中空纤维为复合膜载体与原位催化剂，通过双炔偶联反映制备出石墨二炔/铜中空纤维复合膜，该复合膜浮现出优异的脱盐本能，且纯水排泄通量高达740L·m-2·h-1，胜过古板蚁合物膜3个数目级（图7）。其它，纳米原料以其微观布局性格也备受合切。武汉大学侯佑民团队拓荒出一种复合微纳米层级众孔膜的计划与周围化加工举措，该原料正在高进水压力等十分工况下可达成安祥脱盐。其它起色基于绿色能源的海水淡化身手也是热门筹议宗旨，更加太阳能海水淡化取得了普遍合切。大连理工大学唐大伟团队受电鳗细胞布局开导，构修了由双层异质离子遴选透过性水凝胶和受限水途层叠构成的蒸发器，达成了电迁徙、扩散与对流3者间的协同深化，海水蒸发效果高达6.8kg·m-2·h-1。

　　再生水众由来于企业和人们生存中形成的废污水，其回用平凡须要众种水统治身手的耦合。芬顿氧化身手以其氧化技能强、境遇友善、占地小等特质被普遍利用于废污水统治。为抬高古板芬顿氧化法的催化氧化本能，中邦科学身手大学俞汉青团队拓荒出了磷化铁（FeP）原料替换古板的铁基催化剂（如Fe2O3、Fe3O4和FeOOH），本能抬高了近20倍。为减缓芬顿氧化进程中H2O2的出格花消，吉林大学董双石团队拓荒了以1O2为主导的原位类Fenton系统，诈骗近程N原子和长程N空地重修 Fe自旋态，达成了 H 2 O 2 的有用天生。

　　2023年3月22至24日，共同邦水大会揭晓《2023年共同邦全邦水起色讲演》，指出正在过去的40年中，环球用水量以每年约1%的速率增进，正在人丁增进、社会经济起色和消费形式变更的协同鞭策下，估计直到2050年，环球用水量仍将以仿佛的速率持续增进。 2023年9月11至15日，第18届全邦水资源大会正在北京召开，凝固了邦际社会治水共鸣，深化了水利行业邦际互换与务实配合，同时显现中邦治水成效、讲好中邦治水故事，为全邦奉献中邦机灵、中邦计划。

　　巩固水资源可陆续诈骗有助于经济社会可陆续起色，很众筹议职员诈骗差异举措和数学模子对水资源诈骗和包庇举行评议。正在河道界限，北京工业大学丁飞团队基于呆板进修举措优化了水质指数模子，征战了新的水质评议系统并对海河水系五大河道之一——潮白河道域展开水质评估，证实了模子的牢靠性。中邦矿业大学李效顺团队从水-能源-粮食干系视角起程，采用InVEST模子、供需指数（SDI）和Pearson合联举措领悟了协作生态编制供需成家形式，并利用于黄河道域的评估，提出了分区管控、分类战术、分级执掌的一体化计划，为区域水资源有用装备和可陆续生态编制解决供给参考和凭据。正在地下水界限，吉林大学张文卿团队提出了一种核密度估算耦合蒙特卡罗模子的非参数忖度举措以确定松原市地下水中的氟化物和硝酸盐对人类强健酿成的危险，该举措可抬高人体强健危险参数的忖度精度，为地下水质料的科学评议和地下水资源的有用解决供给外面凭据。正在沿海水域，自然资源部第一海洋筹议所冉祥滨团队采用流域养分物模子耦合海岸水动力生物地球化学模，筹议了陆源污染物对中邦东部沿海海域内无益藻华的起色影响，证据了该模子对预测无益藻华危险的可行性，提出了须要裁减消融无机氮和无机磷的负荷以禁绝渤海、黄海和东海局限海域营养进一步积聚，为中邦沿海水域和全邦其他存正在无益藻华危险地域拟定有用的污染缓解和包庇解决战术。

　　第三次天下水资源考察评议功劳客观反响了中邦水资源及其拓荒诈骗总体情景，也反响出局限区域水资源、水生态、水境遇情景仍阻挠乐观。必需相持以习新期间中邦特性社会主义思念为向导，长远贯彻习“节水优先、空间平衡、编制执掌、两手发力”治水思绪和合于治水主要论说精神，郑重落实党焦点、邦务院计划安插，陆续展开水资源动态监测和评议，深化水资源刚性桎梏，全方位贯彻“四水四定”，巩固水资源集约俭省安定诈骗，为以中邦式摩登化整个促进强邦兴办、民族回复伟业供给有力的水安定保护。

　　水污染高效局限与水资源绿色诈骗正在2023年赢得了丰富的科研功劳。环球科技事务家分离从宏观外象、微观机制、模子预测、境遇监测、原料拓荒、工艺构修等方面为办理水资源题目做出了踊跃的奉献。本文聚焦于旧例水资源执掌和很是规水资源拓荒，涵盖了地外水新污染物防控、地下水资源包庇、饮用水安定保护、污水统治降碳增效与资源化、特种废水统治、高盐废水轮回诈骗等环球畛域内的科技热门和亮点。瞻望2024年，咱们盼望水污染局限与水资源诈骗界限能呈现出更众具有原创性和打破性的功劳。

　　本文作家：李江、张婷、潘章斌、李媛、李彦澄、丁士元、孟庆梅、王斌易倍体育、王涛、杨超、刘保森、高军凯、王晶、张雅琴、王燕杉、罗阳、侯立安

　　作家简介：李江，贵州大学资源与境遇工程学院，教练，筹议宗旨为污（废）水资源化诈骗、有机固废轮回诈骗、新污染物执掌；侯立安（通讯作家），中邦黎民96911部队，正高级工程师，中邦工程院院士，筹议宗旨为水安定保护、特种水污染局限、人居境遇及密闭空间氛围净化等。

　　《科技导报》创刊于1980年，中邦科协学术会刊，合键刊载科学前沿和身手热门界限打破性的功劳报道、威望性的科学评论、引颈性的高端综述，宣告促使经济社会起色、圆满科技解决、优化科研境遇、造就科学文明、促使科技革新和科技功劳转化的计划商酌倡导。常设栏目有院士卷首语、智库见解、科技评论、热门专题、综述、论文、学术聚焦、科学人文等。