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1 成果簡介我國水污染事故頻發(fā)， 以有機(jī)污染為主?，F(xiàn)有技術(shù)不能迅速確定污染類型，因此事故發(fā)生后無法迅速采取恰當(dāng)?shù)膽?yīng)對， 是產(chǎn)生重大經(jīng)濟(jì)和環(huán)境損失以及負(fù)面國際影響的主要原因。為維護(hù)水環(huán)境安全，保障人民生活和生產(chǎn)， 需要一種能迅速確定污染類型的、環(huán)境友好的水體有機(jī)污染預(yù)警技術(shù)。 熒光技術(shù)是近 20 年來興起的新型分析方法，靈敏度高、適用范圍廣。污水和水體的熒光光譜是多物質(zhì)產(chǎn)生的復(fù)合光譜，它們與水樣唯一對應(yīng)，被稱為“ 水質(zhì)熒光指紋”， 簡稱“ 水紋” 。該法在污染性質(zhì)快速判斷方面具有獨特優(yōu)勢。熒光指紋是水樣內(nèi)蘊特征的反映，還攜帶了有機(jī)物總量信息，可作為新型水質(zhì)表示法。 課題組從 2003 年開始從事水紋研究，在清華大學(xué)基礎(chǔ)研究基金、教育部科技重點項目、教育部清華大學(xué)自主研究項目、國家十一五重大水專項等項目資助下，掌握了上百種水紋，創(chuàng)新性開發(fā)出基于水紋比對的新型污染識別原理，并研發(fā)出有機(jī)污染溯源儀，填補了迅速確定污染類型的儀器的空白。該儀器由水紋采集儀、水紋比對軟件和豐富的水紋數(shù)據(jù)庫組成，可以識別數(shù)十種有機(jī)污染類型。儀器的特點如下：自動取樣，自動測量，自動比對；數(shù)據(jù)庫設(shè)計人性化，可以自動添加新指紋；數(shù)據(jù)自動保存；水紋采集儀性能穩(wěn)定，使用、維護(hù)簡便，當(dāng)儀器光源老化時，自動提示更換等。上述優(yōu)點表明該儀器既適合在線實時監(jiān)測，也可以作為監(jiān)測車和實驗室的專用儀器。查新表明，國內(nèi)外目前尚未發(fā)現(xiàn)有相似原理的儀器。 性能參數(shù)：靈敏度高，信噪比達(dá)到 250；完成一次溯源任務(wù)不足 15 分鐘，測量時間短，重現(xiàn)性好；工作溫度/濕度 15-350C， 45-80%（不可有冷凝現(xiàn)象， 350C 以上時濕度為 70%以下） ；不加任何試劑，取樣量少，不產(chǎn)生二次污染；連續(xù) 24 小時使用耗電僅數(shù)度，成本低。 圖 1 示范運行中的有機(jī)污染熒光溯源預(yù)警儀2 應(yīng)用說明2011 年 7 月至 2012 年 3 月，水質(zhì)有機(jī)污染溯源預(yù)警儀在京杭運河江蘇蘇州段進(jìn)行了為期 3 個月的實地連續(xù)測試運行， 儀器檢測出數(shù)次水質(zhì)異常，并及時進(jìn)行了報警， 現(xiàn)場測試表明，該儀器能夠靈敏、及時地監(jiān)測到污染的發(fā)生和變化，預(yù)警迅速，并能給污染類型的信息，對于快速確定有針對性的采取污染應(yīng)對措施大有益處。 儀器經(jīng)過了權(quán)威第三方的檢測。3 效益分析由于目前國內(nèi)外尚無同類產(chǎn)品，而污染預(yù)警和溯源的需求比較迫切，因此本儀器具有較大的推廣空間。本儀器價格每臺約 60 萬元。而本儀器運行穩(wěn)定、靈敏?？傮w上，儀器成本低，維護(hù)省，快速，無二次污染， 24 小時連續(xù)使用，運行費每月在 3000 元左右，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢。4 合作方式轉(zhuǎn)讓或者聯(lián)合推廣。5 所屬行業(yè)領(lǐng)域能源環(huán)境。

根據(jù)《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示我國耕地污染點位超標(biāo)率19.4%，其中以重金屬污染為主。重金屬在農(nóng)作物中積累，并通過食物鏈進(jìn)入人體，嚴(yán)重威脅人類的身體健康。重金屬的環(huán)境風(fēng)險與土壤中重金屬的有效態(tài)含量而非總量密切相關(guān)。原位穩(wěn)定化修復(fù)通過在土壤中添加不同比例磷基、炭基等材料組成的新型環(huán)境友好鈍化劑，通過提高pH、沉淀、吸附的等作用降低重金屬的生物有效性。穩(wěn)定化修復(fù)是一種操作簡單、成本低廉且具備良好應(yīng)用潛力的原位修復(fù)技術(shù)。本成果研發(fā)的系列穩(wěn)定劑可以有效降低植物對重金屬的吸收，通過田間試

非常規(guī)水資源利用，特別是苦咸水淡化利用，對緩解全世界水資源危機(jī)具有重要意義。發(fā)展基于新材料的苦咸水利用新技術(shù)是當(dāng)前水資源利用技術(shù)利用的前沿研究課題。2019年，水文院青年教師徐興濤博士指導(dǎo)我院本科生在金屬有機(jī)框架材料的苦咸水利用技術(shù)研究方面取得重要突破，相關(guān)研究成果以封底文章的形式發(fā)表于Royal Society of Chemistry出版社材料科學(xué)旗艦期刊《Materials Horizons》（2019年影響因子：14.356；引用次數(shù)：51次），在非常規(guī)水資源利用人才培養(yǎng)與科學(xué)研究方面，邁出重要步伐。 近日相關(guān)團(tuán)隊在金屬有機(jī)框架衍生材料的苦咸水利用技術(shù)方面再次取得重要突破。團(tuán)隊首次提出利用金屬有機(jī)框架衍生鐵氮共摻雜納米碳管結(jié)構(gòu)作為電極材料，在實際含氧水環(huán)境下大幅提升苦咸水利用效率的同時實現(xiàn)了電極運行壽命的大幅延長。該成果以姊妹篇形式近期再次發(fā)表于《Materials Horizons》上，并受到業(yè)界廣泛關(guān)注，目前引用次數(shù)為23次。 非常規(guī)水資源利用新材料技術(shù)的發(fā)展，對推動的非常規(guī)水資源的高效利用、解決實際生產(chǎn)中的用水問題具有重要意義。

礦井需要煤礦地質(zhì)、水文地質(zhì)、采礦工程技術(shù)人員

2020年3月19日，《自然-通訊》（Nature Communications）雜志在線發(fā)表了北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部何春陽教授團(tuán)隊的最新研究成果，定量評估和揭示了中國空氣污染防控政策成效，指出中國依然需要在未來實施更強(qiáng)有力的空氣質(zhì)量控制政策。該論文題為“中國需要進(jìn)一步改善空氣質(zhì)量以減少PM2.5污染導(dǎo)致的人口死亡（Stronger policy required to substantially reduce deaths from PM2.5 pollution in China）”。 PM2.5污染是指直徑小于2.5μm的細(xì)顆粒物散布在空氣中，進(jìn)而影響人類福祉與健康的現(xiàn)象。聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)3.9明確指出，到2030年，需要實質(zhì)性地減少危險化學(xué)品以及空氣、水和土壤污染導(dǎo)致的死亡和患病人數(shù)。根據(jù)全球疾病負(fù)擔(dān)項目最新的測算結(jié)果，中國每年有近一百萬人死于PM2.5污染。為了控制空氣污染及其負(fù)面影響，國務(wù)院于2013年施行了“大氣污染防治行動計劃”（以下簡稱“大氣十條”），計劃到2017年將城市中的PM2.5濃度降低10-25%。該計劃的整體投入約1.7萬億人民幣（約合2700億美元），覆蓋了中國三百多個地級行政區(qū)，橫跨能源、工業(yè)、交通、法律和法規(guī)等多個部門，是一項前所未有的空氣污染防治行動。2018年，中國生態(tài)環(huán)境部宣布該計劃設(shè)定的PM2.5濃度控制目標(biāo)順利達(dá)成。然而，“大氣十條”相關(guān)的PM2.5污染防控所帶來的健康效益依然缺乏定論。 評價“大氣十條”健康效益的難點在于，PM2.5污染致死人數(shù)受PM2.5濃度、人口數(shù)量、年齡結(jié)構(gòu)和疾病死亡率等多個因素的共同影響。目前已有研究往往使用PM2.5污染致死人數(shù)在2013-2017年的變化量來近似表示“大氣十條”所帶來的健康效益，也有研究通過假設(shè)其它因素不變來量化PM2.5濃度變化的影響。但是，這些研究都很難區(qū)分各個因素的相對貢獻(xiàn)，部分結(jié)果甚至相互矛盾。施行“大氣十條”究竟產(chǎn)生了多少健康效益依然缺乏定論。 為此，該研究結(jié)合長期的PM2.5監(jiān)測數(shù)據(jù)和最新的流行病學(xué)模型，對比了實施“大氣十條”前后（2000-2013和2013-2017）中國PM2.5污染致死人數(shù)的變化趨勢。同時使用解構(gòu)的思路量化了PM2.5濃度、人口數(shù)量、年齡結(jié)構(gòu)和疾病死亡率等因素對于PM2.5污染致死人數(shù)變化趨勢的影響，全面揭示了“大氣十條”通過減緩PM2.5污染所產(chǎn)生的健康效益。結(jié)果表明，中國的PM2.5污染致死人數(shù)在2000-2017年總體呈現(xiàn)增加趨勢，從2000年的71.4萬人增加到了2017年的97.1萬人，增加了36.1%，年均增長率為1.8%。“大氣十條”實施以后中國的PM2.5污染致死人數(shù)依然呈現(xiàn)增加趨勢，但是年均增長率在2013年以后有所下降。2000-2013年，中國的PM2.5污染致死人數(shù)新增了22.1萬人，年均增長率為2.1%。而在2013-2017年，中國PM2.5污染致死人數(shù)增加了3.6萬人，其年均增長率為1.0%，明顯低于實施“大氣十條”之前的水平。進(jìn)一步的解構(gòu)分析表明，由于實施“大氣十條”后PM2.5濃度降低，2017年的PM2.5污染致死人數(shù)比2013年減少了6.4萬人。 在此基礎(chǔ)上，該研究進(jìn)一步探索了2030年P(guān)M2.5污染致死人數(shù)在兩種不同的PM2.5控制政策情景（趨勢情景和強(qiáng)力政策情景）下的變化趨勢。研究假設(shè)趨勢情景中，中國會延續(xù)現(xiàn)有的空氣質(zhì)量控制力度，人口加權(quán)的PM2.5濃度會在2030年逐漸降低到35μg/m3（中國現(xiàn)行的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）。而在強(qiáng)力政策情境中，中國會采取更加嚴(yán)格的空氣污染控制政策，人口加權(quán)的PM2.5濃度會在2030年大幅度降低至10μg/m3（世界衛(wèi)生組織公布的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）。與此同時，人口和年齡結(jié)構(gòu)按照現(xiàn)有趨勢發(fā)展，而疾病死亡率由于醫(yī)療保健水平的提高而進(jìn)一步降低。該研究的預(yù)測結(jié)果表明，趨勢情景中PM2.5污染致死人數(shù)將在2030年達(dá)到95.3萬人，僅比2017年降低了2%。而在強(qiáng)力政策情景中，PM2.5污染致死人數(shù)將在2030年達(dá)到55.0萬人，比2017年降低了40%以上。這意味著，如果延續(xù)當(dāng)前政策趨勢，雖然PM2.5濃度依然會有所下降，但是由于老齡化等其它因素的影響，PM2.5污染致死人數(shù)依然很難實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)3.9所提到的“實質(zhì)性”降低的目標(biāo)。中國依然需要在未來實施更強(qiáng)有力的空氣質(zhì)量控制政策，才能夠一定程度上抵消老齡化等因素的影響，使得PM2.5污染致死人數(shù)“實質(zhì)性”地下降（圖2）。 該研究的主要貢獻(xiàn)是通過解構(gòu)分析全面認(rèn)識了PM2.5濃度、人口數(shù)量、年齡結(jié)構(gòu)和疾病死亡率等多個因素對PM2.5污染致死人數(shù)變化的影響，進(jìn)而準(zhǔn)確地估算了施行“大氣十條”所帶來的健康效益。同時，該研究還綜合考慮了各個影響因素的變化，對未來PM2.5污染致死人數(shù)進(jìn)行了預(yù)測，為中國制定未來的環(huán)境政策，實現(xiàn)相關(guān)的聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)提供了重要參考。

研究對我國的海洋污染損害賠償制度提出的建議對規(guī)范企業(yè)行為，保證企業(yè)行為的合法性、合規(guī)性和合理性，增強(qiáng)企業(yè)的環(huán)保意識和社會責(zé)任有十分重要的意義。

成果內(nèi)容：在6項國家級項目連續(xù)支持下，創(chuàng)建了在多種過濾膜表面構(gòu)建仿細(xì)胞膜抗污染涂層的共性技術(shù)方法。獲得了多種抗污染性能優(yōu)異的水凈化膜，建立了自清潔油水過濾分離裝置及工藝技術(shù)。抗污染不銹鋼網(wǎng)膜濾水通量10000-60000 L/m2h，除油率99%；抗污染超大尼龍網(wǎng)膜處理湖泊藻類污染的除藻率可高達(dá)95%，水體透明度及處理效率比其它處理分別提高3-5倍和100倍?？刮廴灸?gòu)建技術(shù)及主要應(yīng)用指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。 成果成熟度：已進(jìn)入中試產(chǎn)品階段，需要合作進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)。 轉(zhuǎn)化方式：技術(shù)轉(zhuǎn)讓與合作開發(fā)。 產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用市場需求： (1)湖泊及水源水中藻類和其它懸浮污染物高效濾除； (2)游泳池水高效、快速過濾凈化； (3)巨量含油污水自清潔過濾凈化處理； (4)原油開采液抗污染油水過濾分離； (5)水面浮油快速、高效收集； (6)生活污水高效過濾處理。 有關(guān)獎項：2017年陜西省科技工作者創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽金獎； 2021年陜西高?？茖W(xué)技術(shù)獎“一等獎”。 成果知識產(chǎn)權(quán)情況： 專利號 專利名稱 專利狀態(tài) 知識產(chǎn)權(quán)權(quán)屬 ZL201110203771.7 利用RAFT聚合技術(shù)在材料表面構(gòu)建仿細(xì)胞外層膜結(jié)構(gòu)涂層的方法 授權(quán) 獨占 ZL201110205373.9 仿貽貝粘附蛋白和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)共聚物及其制備方法和應(yīng)用 授權(quán) 獨占 ZL200910219143.0 一種仿細(xì)胞外層膜結(jié)構(gòu)修飾涂層制備的方法 授權(quán) 獨占 ZL201310469385.1 一種通過聚多巴胺涂層構(gòu)建功能化表界面的方法 授權(quán) 獨占 ZL201510013872.6 含磷酰膽堿和聚乙二醇的功能聚合物及其抗污涂層的構(gòu)建方法 授權(quán) 獨占 ZL201610120275.8 功能型仿細(xì)胞外層膜立體結(jié)構(gòu)涂層的構(gòu)建方法 授權(quán) 獨占 ZL201810353089.8 一種抗生物污染的超親水微濾膜的制備方法 授權(quán) 獨占 ZL201610485203.3 一種濾紙改性制備油水分離膜的方法及應(yīng)用 授權(quán) 獨占 ZL201610485188.2 一種親水/疏油型油水分離不銹鋼網(wǎng)膜的制備方法 授權(quán) 獨占 ZL201910027531.2 一種仿生聚合物及制作耐久性雙仿生聚合物涂層的方法及應(yīng)用 授權(quán) 獨占 ZL201720628315X 一種濾水型油水分離器 授權(quán) 獨占

2020年3月19日，《自然-通訊》（Nature Communications）雜志在線發(fā)表了北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部何春陽教授團(tuán)隊的最新研究成果，定量評估和揭示了中國空氣污染防控政策成效，指出中國依然需要在未來實施更強(qiáng)有力的空氣質(zhì)量控制政策。該論文題為“中國需要進(jìn)一步改善空氣質(zhì)量以減少PM2.5污染導(dǎo)致的人口死亡（Stronger policy required to substantially reduce deaths from PM2.5 pollution in China）”。 PM2.5污染是指直徑小于2.5μm的細(xì)顆粒物散布在空氣中，進(jìn)而影響人類福祉與健康的現(xiàn)象。聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)3.9明確指出，到2030年，需要實質(zhì)性地減少危險化學(xué)品以及空氣、水和土壤污染導(dǎo)致的死亡和患病人數(shù)。根據(jù)全球疾病負(fù)擔(dān)項目最新的測算結(jié)果，中國每年有近一百萬人死于PM2.5污染。為了控制空氣污染及其負(fù)面影響，國務(wù)院于2013年施行了“大氣污染防治行動計劃”（以下簡稱“大氣十條”），計劃到2017年將城市中的PM2.5濃度降低10-25%。該計劃的整體投入約1.7萬億人民幣（約合2700億美元），覆蓋了中國三百多個地級行政區(qū)，橫跨能源、工業(yè)、交通、法律和法規(guī)等多個部門，是一項前所未有的空氣污染防治行動。2018年，中國生態(tài)環(huán)境部宣布該計劃設(shè)定的PM2.5濃度控制目標(biāo)順利達(dá)成。然而，“大氣十條”相關(guān)的PM2.5污染防控所帶來的健康效益依然缺乏定論。 評價“大氣十條”健康效益的難點在于，PM2.5污染致死人數(shù)受PM2.5濃度、人口數(shù)量、年齡結(jié)構(gòu)和疾病死亡率等多個因素的共同影響。目前已有研究往往使用PM2.5污染致死人數(shù)在2013-2017年的變化量來近似表示“大氣十條”所帶來的健康效益，也有研究通過假設(shè)其它因素不變來量化PM2.5濃度變化的影響。但是，這些研究都很難區(qū)分各個因素的相對貢獻(xiàn)，部分結(jié)果甚至相互矛盾。施行“大氣十條”究竟產(chǎn)生了多少健康效益依然缺乏定論。 為此，該研究結(jié)合長期的PM2.5監(jiān)測數(shù)據(jù)和最新的流行病學(xué)模型，對比了實施“大氣十條”前后（2000-2013和2013-2017）中國PM2.5污染致死人數(shù)的變化趨勢。同時使用解構(gòu)的思路量化了PM2.5濃度、人口數(shù)量、年齡結(jié)構(gòu)和疾病死亡率等因素對于PM2.5污染致死人數(shù)變化趨勢的影響，全面揭示了“大氣十條”通過減緩PM2.5污染所產(chǎn)生的健康效益。結(jié)果表明，中國的PM2.5污染致死人數(shù)在2000-2017年總體呈現(xiàn)增加趨勢，從2000年的71.4萬人增加到了2017年的97.1萬人，增加了36.1%，年均增長率為1.8%?！按髿馐畻l”實施以后中國的PM2.5污染致死人數(shù)依然呈現(xiàn)增加趨勢，但是年均增長率在2013年以后有所下降。2000-2013年，中國的PM2.5污染致死人數(shù)新增了22.1萬人，年均增長率為2.1%。而在2013-2017年，中國PM2.5污染致死人數(shù)增加了3.6萬人，其年均增長率為1.0%，明顯低于實施“大氣十條”之前的水平。進(jìn)一步的解構(gòu)分析表明，由于實施“大氣十條”后PM2.5濃度降低，2017年的PM2.5污染致死人數(shù)比2013年減少了6.4萬人。 在此基礎(chǔ)上，該研究進(jìn)一步探索了2030年P(guān)M2.5污染致死人數(shù)在兩種不同的PM2.5控制政策情景（趨勢情景和強(qiáng)力政策情景）下的變化趨勢。研究假設(shè)趨勢情景中，中國會延續(xù)現(xiàn)有的空氣質(zhì)量控制力度，人口加權(quán)的PM2.5濃度會在2030年逐漸降低到35μg/m3（中國現(xiàn)行的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）。而在強(qiáng)力政策情境中，中國會采取更加嚴(yán)格的空氣污染控制政策，人口加權(quán)的PM2.5濃度會在2030年大幅度降低至10μg/m3（世界衛(wèi)生組織公布的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）。與此同時，人口和年齡結(jié)構(gòu)按照現(xiàn)有趨勢發(fā)展，而疾病死亡率由于醫(yī)療保健水平的提高而進(jìn)一步降低。該研究的預(yù)測結(jié)果表明，趨勢情景中PM2.5污染致死人數(shù)將在2030年達(dá)到95.3萬人，僅比2017年降低了2%。而在強(qiáng)力政策情景中，PM2.5污染致死人數(shù)將在2030年達(dá)到55.0萬人，比2017年降低了40%以上。這意味著，如果延續(xù)當(dāng)前政策趨勢，雖然PM2.5濃度依然會有所下降，但是由于老齡化等其它因素的影響，PM2.5污染致死人數(shù)依然很難實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)3.9所提到的“實質(zhì)性”降低的目標(biāo)。中國依然需要在未來實施更強(qiáng)有力的空氣質(zhì)量控制政策，才能夠一定程度上抵消老齡化等因素的影響，使得PM2.5污染致死人數(shù)“實質(zhì)性”地下降（圖2）。 該研究的主要貢獻(xiàn)是通過解構(gòu)分析全面認(rèn)識了PM2.5濃度、人口數(shù)量、年齡結(jié)構(gòu)和疾病死亡率等多個因素對PM2.5污染致死人數(shù)變化的影響，進(jìn)而準(zhǔn)確地估算了施行“大氣十條”所帶來的健康效益。同時，該研究還綜合考慮了各個影響因素的變化，對未來PM2.5污染致死人數(shù)進(jìn)行了預(yù)測，為中國制定未來的環(huán)境政策，實現(xiàn)相關(guān)的聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)提供了重要參考。

利用農(nóng)業(yè)生態(tài)工程技術(shù)，實現(xiàn)重金屬污染農(nóng)田土壤的安全和高 效利用，工礦污染區(qū)土壤重金屬等污染物的生態(tài)阻斷，降低和消除重金屬的環(huán) 境毒害效應(yīng)。我國重金屬污染面積占耕地面積 20%以上，工礦企業(yè)場地污染嚴(yán)重。 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會環(huán)境意識不斷提高，污染治理和土壤保護(hù)工作將日益受到 各級政府和廣大人民群眾的重視，重金屬污染土壤生態(tài)工程治理技術(shù)（綠色原 位修復(fù)）將具有廣闊的應(yīng)用前景。 技術(shù)特點與優(yōu)勢：重金屬污染物年度年均下降 5%以上；土壤質(zhì)量和生產(chǎn)潛 力得到恢復(fù)；生產(chǎn)效益（產(chǎn)值）比治理前提高 15%以上。綠色技術(shù)，治理與利用 同步，阻斷污染危害，保持和提高土壤生產(chǎn)效率。 

項目成果/簡介:成果內(nèi)容：在6項國家級項目連續(xù)支持下，創(chuàng)建了在多種過濾膜表面構(gòu)建仿細(xì)胞膜抗污染涂層的共性技術(shù)方法。獲得了多種抗污染性能優(yōu)異的水凈化膜，建立了自清潔油水過濾分離裝置及工藝技術(shù)?？刮廴静讳P鋼網(wǎng)膜濾水通量10000-60000 L/m2h，除油率99%；抗污染超大尼龍網(wǎng)膜處理湖泊藻類污染的除藻率可高達(dá)95%，水體透明度及處理效率比其它處理分別提高3-5倍和10