期刊导览 | 水环境微塑料中细菌的定殖规律及生态风险（2024年第11期）

学术 2025-01-10 17:03 上海

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大家之言

“大家之言”倾听大家的声音，分享“大家”的观点。本栏目研析最新政策的解读，探讨前沿的热点话题，引领读者洞察趋势，激发读者的研究灵感。

水环境微塑料中细菌的定殖规律及生态风险

本文作者：唐振平¹，姜天云¹，宋建¹，黄啊潮²，周帅（《净水技术》青年编委）²，高媛媛^1,∗

通信作者：高媛媛

作者单位：1. 南华大学资源环境与安全工程学院；2. 南华大学土木工程学院

引文格式：

唐振平, 姜天云, 宋建, 等. 水环境微塑料中细菌的定殖规律及生态风险[J]. 净水技术, 2024, 43(11): 1-8,47.

TANG Z P, JIANG T Y, SONG J, et al. Colonization pattern and ecological risk of bacteria on microplastics in water environment[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(11): 1-8,47.

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微塑料(MPs)是尺寸小于5 mm的塑料颗粒。水环境中的MPs易于被细菌定殖，形成生物膜，从而影响MPs的行为并造成潜在风险。考虑到MPs的广泛存在和形成生物膜的生态风险，水环境中MPs表面细菌的定殖规律及对生态系统的危害值得回顾。综述系统总结了水环境MPs表面细菌定殖的时空规律及其关键影响因素，阐述了MPs作为病原菌、耐药菌和耐药抗性基因重要储存库的潜在生态风险，最后明确了MPs污染及其风险研究的未来方向。结果表明，MPs上细菌的吸附定殖具有一定的时空分布规律，主要影响因素包括MPs的特征、定殖细菌的生理特性和外界环境因子。此外，细菌定殖于MPs会促进病原体、耐药菌、耐药抗性基因和复合污染物的传播。

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净水技术热点前沿

承上与启下，总结与展望。本栏目通过综述，回顾水行业研究热点的进展，展望下一步研究的方向，给予研究者更多的启发和灵感。

水中微塑料污染及去除技术的研究进展

本文作者：徐迎鑫¹，王珊^1,∗，从相臣¹，商静静²，伏苓1，吕清华³

通信作者：王珊

作者单位：1. 山东建筑大学市政与环境工程学院；2. 山东省环科院环境工程有限公司；3. 济南市水务服务中心

引文格式：

徐迎鑫, 王珊, 从相臣, 等. 水中微塑料污染及去除技术的研究进展[J]. 净水技术, 2024, 43(11): 9-18,55.

XU Y X, WANG S, CONG X C, et al. Research progress of microplastics pollution in water and removal technology [J]. Water Purification Technology, 2024, 43(11): 9-18,55.

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微塑料以各种途径进入水中，微塑料具有停留时间长、稳定性高、破碎可能性高的特点，对生态和人类的健康存在的潜在风险引起了人们的关注。文章介绍了水中微塑料的污染现状及危害，阐述了水中微塑料去除技术。目前，已经开发了多种用于微塑料去除的技术，包括混凝、吸附、过滤、磁分离和生物降解等。根据去除效率、环境影响和经济可行性对这些技术进行探讨。综述了近年来国内外对水中微塑料主要去除技术的研究概况，阐述了微塑料去除技术相关研究进展，对比分析了其优势和劣势，并对水环境中微塑料去除技术未来的研究方向进行了展望，为今后高效去除水中微塑料提供了研究基础。

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氧化法对污泥厌氧消化处理影响的研究进展

本文作者：杨阿明^1,∗，雷程²，朱学峰²

通信作者：杨阿明

作者单位：1. 上海复旦水务工程技术有限公司；2. 上海理工大学环境与建筑学院

引文格式：

杨阿明, 雷程, 朱学峰. 氧化法对污泥厌氧消化处理影响的研究进展[J]. 净水技术, 2024, 43(11): 19-28,77.

YANG A M, LEI C, ZHU X F. Research progress on the effect of oxidation methods on anaerobic digestion of sludge[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(11): 19-28,77.

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污泥厌氧消化作为污泥处理的一个重要手段，可以实现污泥的资源化。但在污泥厌氧消化过程中水解速率较低的缘故，厌氧消化的效率受到影响，所以要对污泥进行预处理。文章基于污泥厌氧消化现状，综述了化学氧化法对污泥厌氧消化产甲烷影响的研究进展，例如臭氧氧化法、高铁酸钾氧化法、过氧化氢氧化法、次氯酸钠氧化法、光催化氧化法、过硫酸盐氧化法、Fenton氧化法等，比较并分析了不同氧化法的化学药剂成本、能源消耗、设备成本与甲烷生产所带来的收益等。从低碳角度分析氧化法对厌氧消化的影响，并对污泥厌氧消化预处理技术以及污泥资源化利用的发展与应用作了展望，为后续厌氧消化预处理的发展提供参考。

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微生物燃料电池污废水处理及能源化研究进展

本文作者：王子义¹，张嫄²，刘根深¹，刘伟³，李致朋^1,∗

通信作者：李致朋

作者单位：1. 西北工业大学柔性电子研究院双碳科学与新能源技术中心；2. 陕西省水利电力勘测设计研究院；3. 西安科技大学理学院

引文格式：

王子义, 张嫄, 刘根深, 等. 微生物燃料电池污废水处理及能源化研究进展[J]. 净水技术, 2024, 43(11): 29-38,147.

WANG Z Y, ZHANG Y, LIU G S, et al. Research progress of microbial fuel cell for wastewater treatment and energization [J]. Water Purification Technology, 2024, 43(11): 29-38,147.

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水环境低碳治理是“碳中和”背景下减污降碳关键领域之一。微生物燃料电池(microbial fuel cell，MFC)能够利用微生物活性氧化分解污废水中的有机物产生电子，减少CO₂排放且无二次污染，是“双碳”背景下国际前沿的新型污废水处理技术，为污废水处理及其能源化提供了新思路。此外，MFC可有效地将污废水中的有机物进行去除的同时实现清洁电力的高效转化，是结合环境治理、能源回收与生态良好发展的新型可持续污废水处理技术。文章对MFC近年来处理各领域污废水及其能源化的研究进展进行了综述，基于MFC污废水处理技术现存在的问题，对其系统优化的策略进行了总结，并进一步分析了MFC未来性能优化的方向及能源回收的可行性，试图厘清“双碳”目标下污废水能源化的前进方向，以期为MFC的研发和应用提供有效的科学支撑。最后，提出了MFC具有促进低碳技术发展，推动能源技术转型和提升可再生能源利用效率的优势，对实现“双碳”目标具有重要的积极作用。

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高品质饮用水探索

“高品质饮用水”是供水行业共同追寻的全新目标。本栏目探究从源头到龙头的水质管理提升、工艺技术提升、管理服务提升，为供水全流程中关心的实际问题提供帮助。

城市景观湖溶解性有机物特征及臭氧去除效能:以金海湖为例

本文作者：杨连东¹，曾昭瑾^2,3，吴乾元^2,3，战树岩⁴，胡洪营⁵，王文龙^2,3,∗

通信作者：王文龙

作者单位：1. 天津滨海高新技术产业开发区城市管理和生态环境局；2. 清华大学深圳国际研究生院，国家环境保护环境微生物利用与安全控制重点实验室；3. 广东省城市水循环与环境安全工程中心；4. 天津万峰环保科技有限公司；5. 清华大学环境学院,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室，环境前沿技术北京实验室

引文格式：

杨连东, 曾昭瑾, 吴乾元, 等. 城市景观湖溶解性有机物特征及臭氧去除效能:以金海湖为例[J]. 净水技术, 2024, 43(11): 56-62,115.

YANG L D, ZENG Z J, WU Q Y, et al. Characteristics of DOM in urban landscape water and removal effectiveness by ozonation: Case of Jinhai Lake [J]. Water Purification Technology, 2024, 43(11): 56-62, 115.

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分析城市景观湖溶解性有机物(DOM)的特征和可处理特性，有助于提高城市水环境质量，提出合理的有机污染控制策略。文章以金海湖水样为研究对象，通过紫外光谱、三维荧光光谱、液相色谱技术等分析方法探究其DOM特点，发现DOM具有强自生源、较低腐殖化程度、偏小有机物分子量的特征。随后对金海湖水样进行臭氧氧化处理，60 min后溶解性有机碳(DOC)、COD_Mn、UV₂₅₄、荧光强度(FI)、供电子官能团(EDM)的平均去除率分别为5.8%、13.1%、60.1%、70.0%、18.2%。结果表明，臭氧可以高效降解多种有机污染物，对金海湖DOM的紫外生色团、荧光团及大分子组分供电子官能团均有较强的去除能力，但对有机物的矿化能力和对小分子组分供电子官能团的去除能力较弱。臭氧通过将大分子有机物分解成小分子有机物，而非直接矿化，来实现对DOM的降解。

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污水处理与回用

以“高效、经济、绿色”的污水处理行业发展新趋势为方向，本栏目关注行业发展需要探寻更高效的处理新方式、现有工艺的改良优化，助力污水处理行业的高质量发展。

藻-菌颗粒污泥工艺对不同碳源污水的处理效能

本文作者：李璐璐，石钰婷，彭耀，向圣杰，崔雨桐，季斌^∗

通信作者：季斌

作者单位：武汉科技大学城市建设学院

引文格式：

李璐璐, 石钰婷, 彭耀, 等. 藻-菌颗粒污泥工艺对不同碳源污水的处理效能[J]. 净水技术, 2024, 43(11): 78-84.

LI L L, SHI Y T, PENG Y, et al. Efficiency of microalgal-bacterial granular sludge process for wastewater treatment with different carbon sources[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(11): 78-84.

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藻-菌颗粒污泥(MBGS)工艺是一种低碳绿色的污水处理新技术。该工艺通过细菌和微藻间协同作用去除污染物，具有效能高、能耗低、温室气体排放少等优点。目前关于MBGS工艺的报道较多，但对于不同碳源污水的研究对比相对欠缺，这在一定程度上限制了该工艺的进一步应用。文章探究了MBGS工艺处理分别以乙酸钠、葡萄糖和蔗糖为碳源的模拟污水的效能。试验结果表明，碳源种类对MBGS工艺去除有机物影响较小，当乙酸钠作为碳源时效能最高，平均去除率可达87.3%。在氨氮去除方面，蔗糖作为碳源的效果最佳，平均去除率达92.3%。对于磷酸盐，乙酸钠作为碳源时MBGS的去除效能最高，平均去除率为82.3%，这可能与系统的pH有关(乙酸钠产碱，葡萄糖、蔗糖产酸)。此外，葡萄糖更有助于颗粒粒径的增长，而蔗糖作为碳源时MBGS的叶绿素a质量分数最高(7.3 mg/g)，说明蔗糖可能更有利于促进MBGS中微藻的代谢和生长。文章的研究结果可为MBGS的基础研究与应用提供了理论支持。

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紫外联合过氧乙酸工艺降解废水中磺胺甲恶唑

本文作者：王婷，刘义青^∗，田琳，付永胜

通信作者：刘义青

作者单位：西南交通大学地球科学与环境工程学院

引文格式：

王婷, 刘义青, 田琳, 等. 紫外联合过氧乙酸工艺降解废水中磺胺甲恶唑[J]. 净水技术, 2024, 43(11): 85-91,140.

WANG T, LIU Y Q, TIAN L, et al. Combined process of UV and peracetic acid for sulfamethoxazole degradation in wastewater[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(11): 85-91,140.

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文章研究了紫外联合过氧乙酸(UV/PAA)对水中磺胺甲恶唑(SMX)的降解，探讨了pH、PAA用量、SMX初始浓度以及常见水体成分对SMX降解的影响，分析了SMX在该体系中的降解机理，探讨了SMX可能的降解途径。结果表明：UV/PAA体系对SMX的降解符合准一级反应动力学模型，其对SMX的降解优于单独UV和单独PAA对SMX的降解。该体系在酸性条件下对SMX的降解率明显高于中性和碱性条件；提高PAA浓度，SMX的降解效率随之逐渐增大，但提高SMX初始浓度，SMX的降解效率却随之逐渐降低。NO₃^-、HCO₃^-的存在可以明显促进SMX的降解；而天然有机物的存在对SMX的降解有显著的抑制作用。在UV/PAA体系中，共检出5种SMX降解产物，由此提出了4种可能的SMX转化途径，包括羟基化、断键反应、氨基氧化和偶联反应。

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工业水处理

关注焦化、印染等工业生产过程中的工艺废水，聚焦工业废水处理的工艺提升与改造，侧重应用技术与推广实践的双重成效。

赤泥基粒子电极制备及三维电催化氧化预处理焦化废水应用

本文作者：安路阳¹，张立涛^1,∗，付俐俐²，韩洪庆²，崔晓东²，卫皇曌³

通信作者：张立涛

作者单位：1. 中钢集团鞍山热能研究院有限公司，辽宁省钢铁行业废水深度处理技术工程研究中心；2. 鞍山市工业和信息化局；3. 中国科学院大连化学物理研究所

引文格式：

安路阳, 张立涛, 付俐俐, 等. 赤泥基粒子电极制备及三维电催化氧化预处理焦化废水应用[J]. 净水技术, 2024, 43(11): 116-124,156.

AN L Y, ZHANG L T, FU L L, et al. Preparation of red mud based particle electrode and application of three dimensional electrocatalytic oxidation in coking wastewater pretreatment[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(11): 116-124,156.

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利用赤泥、田菁粉和碳粉在高温焙烧条件下制备电催化性能良好的赤泥基粒子电极。文章探讨了赤泥基粒子电极在三维电催化处理焦化废水过程中的电催化特性。研究结果表明：350 ℃焙烧温度制备的粒子电极在填充量为废水体积80%、电流密度为100A/m²、反应时间为75 min的三维电催化条件下,对焦化废水COD_Cr和挥发酚的去除率分别达到66.60%和81.79%,处理1 m³焦化废水耗电量为0.11 kW·h。该三维电催化系统经过480 h连续运行，COD_Cr的去除率大于60%，挥发酚的去除率大于76%，稳定性较好，电催化性能优于二维电催化氧化体系。

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城镇水系统

研究与应用

关注城镇水系统整体提升的发展趋势，本栏目汇集供排水管网模型、海绵城市、水环境综合整治等方面的优质成果，展现水系统范畴内的发展趋势。

基于水力模型耦合机器学习的城市污水干管风险评估

本文作者：周军¹，柯臻玮¹，霍广炼¹，周午阳²，朱世泰²，王广华（《净水技术》期刊青年编委）^2,∗

通信作者：王广华（《净水技术》期刊青年编委）

作者单位：1. 广州市城市排水有限公司；2. 广州市市政工程设计研究总院有限公司

引文格式：

周军, 柯臻玮, 霍广炼, 等. 基于水力模型耦合机器学习的城市污水干管风险评估[J]. 净水技术, 2024, 43(11): 132-140.

ZHOU J, KE Z W, HUO G L, et al. Risk evaluation of urban sewage mains based on coupling of hydraulic model and machine learning [J]. Water Purification Technology, 2024, 43(11): 132-140.

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污水干管承担了主要的污水转输任务，失效后对环境影响大，为保障污水系统安全稳定运行，需要开展污水干管风险评估。以广州市中心城区的污水干管为研究对象，基于最新的管网现状结构数据和运行数据，耦合使用机器学习、水力模型等多种方法用于评估，简化用于评价的数据种类，筛选出7类指标作为风险评估指标，找出“高风险”污水干管，采用增设连通管等方法降低风险。结果表明：机器学习模型“非高风险”管段预测精度为96.84%，“高风险”管段预测精度为85.95%，可认为模型精度满足使用要求；与改造前的管段进行对比，有88.92%的“高风险”管段转变为“非高风险”管段，保障了污水干管的安全运行。

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城镇水系统全流程水质监测技术专栏

科技带动检测发展。本栏目专注我国城镇水系统全流程中的水质监测工作，致力于报道工作中的科技创新、技术标准、管理创新等方面内容。

水质预警系统中斑马鱼运动行为指标的监测和优化

本文作者：黄毅^1,∗，王闰超¹，芦玥同²，武军旭¹，张治宏¹，逯延军¹

通信作者：黄毅

作者单位：1. 西安工业大学建筑工程学院；2. 陕西省建筑设计研究院（集团）有限公司

引文格式：

黄毅, 王闰超, 芦玥同, 等. 水质预警系统中斑马鱼运动行为指标的监测和优化[J]. 净水技术, 2024, 43(11): 180-185, 197.

HUANG Y, WANG R C, LU Y T, et al. Monitoring and optimization of exercise behavior indices of zebrafish in water quality early warning system[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(11): 180-185,197.

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为进一步掌握斑马鱼的行为特征，优化基于鱼类行为变化的水质预警系统。文章采用Noldus Etho Vision XT软件对斑马鱼进行动态追踪分析处理，选取速度、蜿蜒度、活动性等10个行为指标，分析其相关关系并利用主成分分析法聚类降维，最终确定由距离、状态、轨迹、方向和加速度5种敏感因子及其构成的综合因子。通过模拟不同浓度Cd²⁺急性暴露试验，结果表明，各项因子出现最值的时间主要集中在污染暴露的20 min内，且浓度越大各因子表现的行为特征越明显。其中轨迹因子、状态因子和距离因子较为敏感，均在10 min内出现最值。综合因子分别在0.1、1.0、2.0 TU的Cd²⁺暴露后的8、10、4 min时达到最值。因此，文中统计筛选的5种因子可完整地表征斑马鱼的行为反应规律，综合因子可在10 min内有效预警水质突变，提供及时稳定的预警信号。

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工程案例

以作品为媒，让图纸说话，感受每一个工程项目背后的设计理念和思想。抛砖引玉，经验分享，让供排水生产一线的实践经验成为同行借鉴的宝典。

混凝沉淀法预处理填埋场调节池积存渗沥液的工程实践

本文作者：齐海浪，原效凯^∗，骆献达

通信作者：原效凯

作者单位：广东省建筑设计研究院集团股份有限公司

引文格式：

齐海浪, 原效凯, 骆献达. 混凝沉淀法预处理填埋场调节池积存渗沥液的工程实践[J]. 净水技术, 2024, 43(11): 157-163.

QI H L, YUAN X K, LUO X D. Engineering practice of landfill leachate pretreatment in conditioning pool by coagulation and sedimentation process[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(11): 157-163.

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通常当填埋场渗沥液调节池运行时间≥3年时，会在其底泥上部形成1~2 m的污染物浓度极高的渗沥液层(以下称“调节池积存渗沥液”)，其SS、COD_Cr、氨氮等主要污染物及电导率往往是调节池底泥2 m以上液位的渗沥液(以下称“调节池正常液位渗沥液”)的8~10、2~4、2~6、1~2倍，且具有体量大、黏度低的特点。若采用人工清淤、吸粪车抽取等常规的清淤方式处理，则操作难度高、危险性大、经济成本高，若单独依靠常规渗沥液处理工艺也难以达标处理。文章系统论述了混凝沉淀法预处理调节池积存的高浓度渗沥液的工程案例，表明在反应pH值为6.5，混凝剂聚合硫酸铁(PFS)与絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)投加质量浓度分别为2 461、56 mg/L时，该工艺对SS、COD_Cr、氨氮的平均去除率分别为79%、37%、13%。经测算设计处理规模为50 m³/d时，该工艺的运行费用约为29.98元/m³。该项目的成功实施表明，混凝沉淀预处理法具有操作简单、效果明显、适用水质范围广、耐冲击负荷高、成本低等优点，特别适合作为调节池积存高浓度的渗沥液的预处理工艺。