2022年CAIA獎一等獎：光電催化降解復雜污廢水污染物的分析方法及技術應用
完成單位：中國科學院生態環境研究中心，上海煙草集團北京卷煙廠有限公司質量監督檢測站，中國城市規劃設計研究院城鎮水務與工程研究分院
完成人：趙旭，喬夢，徐同廣，冒冉，王雁，李昂臻
成果簡介：污廢水中典型重金屬絡合物、有毒有機污染物的去除與資源化是環境水處理領域的難題。光電催化是一種有效去除污廢水中污染物的方法，而在復雜的污廢水環境中，污染物形態的準確鑒定、轉化過程與原位活性物種分析是深入認識污染物光電催化轉化機制并提高其去除效率的關鍵。本項目建立了污廢水中典型毒害有機污染物、重金屬分析測試與形態鑒定方法，發展建立了光電化學污水處理過程中活性物質與自由基定性分析方法；基于此，建立了污染物高效去除的光電化學調控方法，構筑了可高效處理污廢水中典型污染物的光電催化技術系統。在Applied Catalysis B: Environmental、Environmental Science & Technology、Journal of Materials Chemistry A環境領域高水平期刊發表SCI論文49篇，論文總引用2605次，授權發明專利17項。項目成果在福建、廣東、重慶、天津等地數十家企業廢水資源回收與處理工程中得到了成功應用，為絡合態重金屬與難降解有機廢水達標排放處理提供了有力的技術支撐，2018至2020三年內新增光電化學處理設備銷售收入9650萬元，相關技術成果為企業創造的節支總額每年達1150萬元，新增利潤累計每年達1200萬元，從源頭實現了重金屬的減排，推動了光電化學廢水處理技術的發展與應用，具有良好的經濟、社會與環境效益。
創新點及科學價值：
（1）建立了復雜污廢水體系中典型難降解有毒有機污染物與重金屬的分析方法，為典型污染物光電催化去除研究提供技術支持；
（2）發展建立了電化學凈水過程活性物種鑒定分析方法，提出活性物種高效生成與利用的調控策略；
（3）建立制備與表征高效穩定電極的新方法，開發系列基于光電過程的水處理反應器，實現污廢水中污染物的定向去除與重金屬回收，進行技術示范與推廣，解決多項廢水處理難題。
社會經濟效益：開發系列光電化學廢水深度處理與資源化設備，在福建、廣東、重慶、天津等地數十家企業廢水資源回收與處理工程中成功應用，為絡合態重金屬與難降解有機廢水達標排放處理提供了有力的技術支撐。2018至2020三年內新增光電化學處理設備銷售收入9650萬元，相關技術成果為企業創造的節支總額每年達1150萬元，新增利潤累計每年達1200萬元，從源頭實現了重金屬的減排。
本項目技術成果支撐了天津、泉州以及重慶等園區約億級產值經濟的可持續發展，為習總書記長江經濟帶生態大保護、粵港澳大灣區、京津冀一體化國家戰略的順利實施提供技術保障，為地方政府重金屬環境管理提供技術支撐和政策依據。
應用前景：本項目為全國電鍍行業有毒污染物控制及風險管控提供了技術示范，推動了電鍍行業清潔生產的發展，帶動了電化學水處理技術的進步。隨著國家生態環境保護深入推進，表面處理行業重金屬廢水深度處理與資源化技術必將進一步得到更廣泛的應用。
