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上海市科学技术奖获奖成果⑤|为水环境质量安全提供有力支撑

来源:新闻中心   时间:2020-06-19  浏览:

我们每个人每天要洗脸刷牙,有些女性要化妆,病人要服用各种药物,但大家可能都没意识到,药品和个人护理用品中未被人体吸收的成分正在污染着水源和土壤,威胁着人类的健康。

近年来,我校环境科学与工程学院周雪飞教授团队对化学污染物的关注从农药等典型的环境污染物延伸到了这一“新型污染物”——药物和个人护理用品(Pharmaceutical and Personal Care ProductsPPCPs)。在不久前举行的上海市科学技术奖励大会上,周雪飞教授领衔的典型药物和个人护理品(PPCPs)全过程环境污染控制关键技术及应用项目获技术发明一等奖。

这是PPCPs环境污染控制领域首个获得省部级科技奖项的项目。成果从生产源头、使用过程、环境净化全过程控制PPCPs环境污染,全方位保障水环境质量安全,在投资、运行能耗、二次污染控制等方面都达到了国际先进水平,取得了重要技术创新,在生态文明建设中大有可为。业内专家评价。

周雪飞介绍,PPCPs与人类生活密切相关,是一个庞大的化合物体系,包括各种处方药和非处方药,如抗生素、消炎药等,个人护理用品方面,日常的有牙膏、护肤品、防晒霜、香水等等,涵盖极为广泛,主要通过工业废水、畜禽废水、医院废水和生活废水等处理后尾水的排放进入环境。“生产环节主要是药企、日化等厂家的工业废水排放。使用环节,像药品进入人或畜禽体内并不会完全被吸收,未被吸收的部分会随着排泄物进入污水系统,而外用的护理品则直接通过日常的清洗、游泳等途径排放,甚至没用完的药品投入垃圾桶,如果后续处理不当,也会通过渗透等途径进入环境,等等。”

环境中PPCPs排放来源

PPCPs对人类的危害有多大?“PPCPs具有生物活性、生物累积性和准持续性,对环境有着长期潜在且不可恢复的影响。”周雪飞举例说,印度就曾有过惨痛的教训。在印度,牛的地位很高,牛死后,尸体一般被置于野外或专门的停尸场,任其自然消失,而以腐肉为食的秃鹫则是大自然最重要的“清道夫”——一群秃鹫可以在几分钟内处理完一具死尸。2000年,印度人突然发现99.5%的秃鹫消失了,没有了秃鹫的印度乱作一团:野狗暴增、花豹横行、瘟疫肆虐,约有48000人死于狂犬病,损失约24亿美元。更恐怖的是,这种糟糕的状况正以印度为中心,向尼泊尔、巴基斯坦等周边国家扩散。研究人员经过各种检测最终揭开谜底,原来,牛尸体内残留的兽用消炎止痛药双氯芬酸是几千万只秃鹫短时间内统统死于肾衰竭的罪魁祸首。

据统计,全世界范围内每年PPCPs产量高达2000万吨。“如何有效控制PPCPs环境污染是全人类面临的重大课题。” 周雪飞说,随着经济的发展以及生活质量的不断提高,PPCPs的产量和用量日趋巨大,种类日益繁多,结构日渐复杂,PPCPs污染对于全球环境和人类健康的潜在危害已引起各国政府、学术界和公众的重视。

周雪飞团队在国内较早开展PPCPs环境污染控制研究。自2006年开始,针对PPCPs污染物的环境赋存和迁移转化规律开展了深入的研究;随后针对PPCPs污染控制过程中存在的问题,在基础理论构建、关键技术和装备开发等方面,系统开展PPCPs全过程污染控制技术研究,取得了一系列创新性成果,并已成功应用于实践。

团队首创了典型PPCPs全过程环境污染控制关键技术体系,从生产源头、使用过程、环境净化全过程控制的关键技术和专用装备入手,实现PPCPs全过程污染浓度递次削减。

FCB8

针对生产源头,团队发明了催化微电解-强化生化-高效分离处理新工艺,解决了PPCPs生产废水可生化性差、泥水分离效率低的处理技术难题,实现了生产废水高效低耗深度处理和PPCPs生产源头高效控制。目前,该成果已成功应用于多家药企。

应用工程

基于PPCPs使用过程排放特性,团队构建了医院废水、畜禽废水、市政废水PPCPs多级屏障阻控技术,解决了PPCPs在传统废水处理工艺中去除率低、控制技术种类匮乏的难题,在传统污染物达标排放的同时,实现PPCPs高效阻控和技术工艺革新。

环境净化层面,团队发明了特异性吸附和高效降解PPCPs的新型环境功能材料,解决了环境低浓度PPCPs削减中基质干扰严重、去除效率低的关键技术难题,实现了环境中痕量难降解PPCPs的深度净化及技术装备创新。

十多年来,周雪飞团队持续深耕PPCPs环境污染控制研究,成果已申请中国专利38项,美国专利1项,授权中国发明专利24项;发表SCI论文63篇;出版专著3部。相关技术成果通过产学研合作在全国十余个省市百余处项目得到推广,社会、经济、环境效益显著,具有广阔应用前景。(魏丹)



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