云南大学《CHEMOSPHERE》:石墨烯光催化技术对高污染富营养化湖泊水质提升

文章来源：材料分析与应用

石墨烯光催化技术作为一种新型的绿色技术在高富营养化水体中的应用受到越来越多的关注。然而，石墨烯很少应用于原位水生生态系统的环境应用。本文，云南大学张虎才团队在《Chemosphere》期刊发表名为“In-situ responses of phytoplankton to graphene photocatalysis in the eutrophic Lake Xingyun, southwestern China”的论文，研究以云南富营养化湖泊——星云湖为研究对象，首次将石墨烯光催化网运用到富营养化湖泊中开展长期、系统的对比监测和研究。

通过石墨烯光催化网原位实验（实验区面积33000 m2，165 m × 200 m），发现石墨烯光催化网在一定时间内对蓝藻门中微囊藻属所有种类的丰度都有显著的抑制降低作用，并且能有效降低实验区的总磷和溶解性磷浓度，增加处理区溶解氧（DO）的浓度。本研究还发现石墨烯光催化网处理区所有的固氮蓝藻（包括鱼腥藻属和束丝藻属所有的种类）的丰度都显著高于对比区，但其理论机理机制还需要更进一步的深入、系统研究。

图1、星云湖对照区（左）和石墨烯光催化网处理区（右）结果对比

图2。在已处理和未处理区域中，理化参数的时间变化。（a）WT：水温，（b）DO：溶解氧，（c）电导率，（d）ORP：氧化还原电位，（e）TN：总氮，（f）DTN：溶解总氮，（g ）NO 3 -- N：硝酸盐，（h）TP：总磷，（i）DTP：溶解的总磷，以及（j）PO 4 3- -P：正磷酸盐。

图3。使用Bray-Curtis系数对浮游植物丰度数据的主坐标排序图进行标准分析，并使用标准化的欧几里德距离对环境数据进行典型分析

图4。浮游植物丰度和环境变量的冗余度分析（RDA）的有序双标图。WT：水温，DO：溶解氧，C：电导率，TN：总氮，NO 3 -- N：硝酸盐，TP：总磷，DTP：溶解总磷，PO 4 3- -P：正磷酸盐。

综上所述，本文 发现为富营养化湖泊的治理提供了新的技术途径，并且有望成为降低蓝藻水华爆发程度的新希望，是环境友好型湖泊污染及富营养治理极具潜在应用价值的尝试。

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