纳米科学技术与环境的碰撞——第四届纳米环境技术年会暨2018全国纳米环境技术学术会议图文报道

11月22-25日，第四届纳米环境技术年会暨2018全国纳米环境技术学术会议在广州市成功召开。本次会议是继2015年第一届纳米环境技术年会举办以来的第四届会议，围绕“纳米环境材料与技术——进展、机遇与挑战”，邀请该研究领域做出突出成就的知名学者（院士、长江学者、国家杰青等国内专家）参会并做大会报告和分会学术报告，致力于对我国纳米环境领域的最新成果进行交流，为该领域的研究人员搭建一个彼此了解、相互交流的平台。中国科学院物理研究所解思深院士、中国科学院高能物理研究所柴之芳院士、中国科学院生态环境研究中心江桂斌院士、中国科学院化学研究所赵进才院士及160余位环境领域的专家、学者、企业代表和研究生参加此次会议。

本次会议主要报告为两天，分为：一个主会场，两个分会场。主会场（11月23日上午及11月24日上午），分会场一（11月23日下午）和分会场二（11月23日下午）。大连理工大学全燮教授、中国科学院合肥物质科学研究院刘锦淮研究员、中国科学院南京土壤研究所骆永明研究员、华南理工大学林璋教授、中国科学院生态环境研究中心刘景富研究员、华北电力大学王祥科教授、浙江大学林道辉教授、南京大学潘丙才教授及中国科学院生态环境研究中心江桂斌院士等纳米领域优秀科学家为我们献上了精彩的学术报告。下面，就让小编带你走进这场纳米科学技术与环境碰撞的精彩瞬间。

11月23日主会场：（主持人中国科学院高能物理研究所柴之芳院士、中国科学院化学研究所赵进才院士、华南理工大学林璋教授）

大连理工大学全燮教授——基于碳纳米材料和纳米效应的膜分离技术及其水处理特性。全燮教授从研究背景开讲，再以碳纳米材料分离膜和催化臭氧氧化分离膜分别展开。膜分离技术在水和废水处理中发挥重要的作用，例如在海水淡化、饮用水处理、污水处理-MBR、近零排放-工业废水深度处理回用，分离膜市场快速增长，根据2012年与2020年（预测）膜市场占有比（地域）分析，中国是膜增长速率最快的国家，2012年中国市场已占有15%全球份额，预计2014~2019五年内CAGR将达到18%，接近全球CAGR的2倍。全燮教授认为需解决高通量（高渗透性）、高选择性（高截留率）、抗膜污染的膜分离新方法新原理等关键科学问题；并形成高通量（高渗透性）、高选择性（高截留率）、抗膜污染和可工业化生产的分离膜的制备技术等关键技术突破。全燮教授阐述了基于碳纳米材料的膜分离技术和膜分离与催化O₃氧化耦合中纳米效应。在毒性有机污染物的去除性能的工作中，采用相对较高的表面积和良好的电化学稳定性的多壁碳纳米管（MWNTs）制备电极，通过电化学辅助吸附去除全氟辛烷磺酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA），与open circuit (OC)吸附相比，在低极化电位下可以提高吸附速率和吸附容量。团队发现纳米效应下O₃产生高浓度·OH：·OH强度随纳米孔道的缩小而大幅提升，10 nm反应器反应速率提高2-4个数量级。团队研发出基于锰/铈氧化物的最优催化剂配方，实现某印染生化出水为原水接触反应时间：COD：150 mg/L 降至50 mg/L；出水苯胺未检出。最后，全燮教授总结：基于碳纳米材料的分离膜具有高渗透率、高通量的特性；碳纳米材料的分离与电化学耦合-抗膜污染、提高截留率，同时膜分离与催化臭氧氧化耦合产生纳米效应，强化羟基自由基的产生，从而提高污染物的氧化分解效率。

报告提及文献：

（1）Scientometrics (2015) 105:577–591

（2）Secondary Research and Marketsandmarkets Analysis；

（3）China Water Risk, China’s Membrane Rush.）

（4）Zhang S., Quan X., Environ Sci Technol, 2018;

（5）Zhang S., Quan X., Commun., 2017, 53, 2575-2577.

（6）Xiaona Li, Xie Quan*, et al. Environ. Sci. Technol. 2011.

（7）Zhang S., Quan X., Environ Sci Technol, 2018;

（8）Water Res., 2017, 122, 86-95；

（9）Zhang S., Quan X., Commun., 2017, 53, 2575-2577.

中国科学院合肥物质科学研究院刘锦淮研究员——抗生素的滥用与控制策略及处理技术。世界卫生组织相关资料显示，我国每年有8万人直接或间接死于滥用抗生素。抗生素诱导的环境问题主要是排放源清单不清楚，精度不高，各级管理部门不清楚抗生素的来源和排放情况；抗生素浓度比较高的医药、生活污水、养殖废水缺乏有效的去除技术。刘锦淮研究员认为控制策略上需抗生素的污染控制策略与技术并行，既要明晰排放源清单排放量，也需研发新的抗生素处理技术。其团队的总体研究思路是针对抗生素难去除问题，发展高效纳米净水材料，开发深度净水技术，形成综合处理方案，集成系统设备，实现污染物高效去除。其团队部分研究进展：（1）基于β-环糊精高效去除抗生素的纳米吸附材料与技术研究，发展了一种富含纳米孔的多孔β-环糊精聚合物实现对水中多种抗生素的高效、快速去除；（2）EDTA-Fe(III)的类芬顿法对水体中孔雀石绿的去除，EDTA促进了反应体系羟基自由基（·OH）的快速产生，加快对抗生素孔雀绿的高效降解；（3）一种纳米杂多蓝催化剂高效降解抗生素，发展出一种纳米“线球”杂多蓝类催化剂用于抗生素的降解；（4）倒置A²⁺一体式微纳曝气好氧MBR联合反应 ，具有膜组件置于生物反应器内部，省掉二沉池与膜池，增加活性污泥浓度，微纳曝气技术提高生化反应的效率等优势。团队在合肥滨湖医院进行抗生素深度处理技术中试与应用，中试运行日处理医院废水10吨。刘锦淮研究员最后总结：滥用抗生素是重大的全球性挑战问题，将严重威胁公共健康、经济增长和全球经济稳定；抗生素在自然界中富集，将导致耐药超级细菌频频出现，今天不行动，明天就无药可用；纳米材料具有超强的吸附降解性能，将会在抗生素的深度处理中发挥越来越重要的作用！

报告提及文献及专利：

（1）Applied Surface Science 426 (2017) 29；

（2）发明专利：CN201810358199.3

（3）Journal of Environmental Management (2018, 226, 256)

（4）Yang et al., Total Environ. 2010, 408, 3424-3432；

（5）Yang et al., J. Environ. Sci. Health, 2011, 46, 272-280；

（6）Zhou et al., Pollut. 2011, 159, 1877-1885；

（7）应光国等，《流域化学品生态风险评价—以东江流域为例》

（8）He et al., ES&T 48(2014):13120-13129;

（9）Zhou et al., Sci Total Environ 444(2013):183-195;

（10）Su et al., JEM 13(2011):3229-3236

（11）He et al., ES&T 48(2014):13120-13129;

（12）Zhou et al., Sci Total Environ 444(2013):183-195;

（13）Su et al., JEM 13(2011):3229-3236

（14）Chenet al., Environ Sci Pollut R(2015):22:1794–1803

中国科学院南京土壤研究所骆永明研究员——土壤中纳米物质提取、迁移及净化作用研究。骆永明研究员提出科学问题土壤中既存在着天然的纳米粒子，又存在着人工纳米粒子，天然的和人工合成的纳米粒子在土壤环境中的归宿及效应如何，目前尚难以回答这样的问题，关键在于能否获得稳定的纳米物质。骆永明研究员团队的研究从土壤中天然纳米胶体粒子入手，解决如何从土壤中获得纳米胶体粒子的方法学问题。在报告中，骆永明研究员提出了土壤纳米胶体的分离制备方法，即以水作分散剂，采用连续分级的方法，可以简单、快捷地获得“原状”的土壤纳米胶体样品，供土壤中纳米物质的研究。骆永明团队针对土壤中人工纳米颗粒的迁移性，进行可变电荷土壤中纳米二氧化钛迁移性的模拟研究。团队发现溶解性有机质含量高的鹰潭水耕人为土壤浸提液中nTiO₂稳定性更高；沉降过程，nTiO₂吸附到土壤颗粒表面，与土壤颗粒共沉降；猜测nTiO₂迁移性与土壤中无定形氧化铁含量可能呈现负相关，大部分nTiO₂可滞留在可变电荷土壤（红壤）中。最后骆永明研究员还打了个小广告，第一届全国土壤修复大会（The 1st National Congress of Soil Remediation）将于2018年12月4-7日（世界土壤日）在南京国际博览中心召开，欢迎同行参加。

报告提及文献：

（1）Gottschalk et al., 2009; 

（2）Ge et al., 2011

华南理工大学林璋教授——纳米晶生长调控技术资源化处理铬渣的研究。林璋教授在报告中指出我国工业危废产量高达亿吨每年，其中有超过60%没有妥善处置，从而造成严重的生态危害。铬渣处理的主流是还原固化法，还原铬渣在堆放过程往往出现六价铬的缓释现象，造成二次污染。林璋教授指出铬渣中铬之所以难回收，其主要原因是渣中或多或少存在纳米物相，这些纳米相有强吸附、易团聚、易掺杂的特点，因此，六价铬可以呈现为界面强吸附、聚集包夹、晶格掺杂等状态，成为铬渣中的铬无法深度提取的关键难点。林璋团队人工调控纳晶快速转化的原理来消除矿物材料的纳米效应，实现毒性铬的高效分离。林璋团队选取铬盐铬渣，氯酸盐铬渣和电镀铬渣这三种典型铬渣为对象，其工作思路首先是需要鉴别出影响Cr(VI)赋存的关键纳米矿物，其次要探索出关键纳晶快速转化的途径，同时研究如何实现晶相调控中Cr(VI)的高效分离，最后在此基础上发展纳晶快速转化分离回收Cr(VI) 技术，并指导企业实现技术验证。

报告提及文献：

（1）Am. Chem. Soc. 2006,128,12981;

（2）Nanoscale, 2010, 2, 18;

（3）Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9528;

（4）Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16628;

（5）CrystEngComm 2014, 16, 1419;

（6）Commun.2015,51, 6141.

（7）Am. Chem. Soc.2006,128,12981;

（8）Nanoscale, 2010, 2, 18;

（9）Am. Chem. Soc.2010, 132, 9528; 

（10）Am. Chem. Soc.2012, 134, 16628;

（11）CrystEngComm2014, 16, 1419;

（12）Commun.2015,51, 6141.

（13）Chem. Int. Ed. 2008, 47, 5619

（14）Am. Chem. Soc., 2012, 134, 16228

（15）Commun., 2015, 51, 6141

11月24日主会场：（主持人广州大学胡春教授，华南理工大学叶代启教授，中国科学院合肥物质科学研究院刘锦淮研究员）

中国科学院生态环境研究中心刘景富研究员——环境中纳米颗粒的分离测定方法及生成转化研究。刘景富研究员在报告中提到近年的研究发现，在许多环境介质中都可检测到纳米材料，甚至我国的科研人员在厦门海湾沉积物中检测到TiO₂纳米材料。进入环境中的纳米材料的环境安全性研究极为重要，亟需发展环境中痕量纳米颗粒的分离测定方法。刘景富团队利用浊点萃取分离富集纳米银和银离子，并进行纳塑料的浊点萃取富集及Py-GC/MS测定，发现纳塑料的浊点萃取无粒径歧视；刘景富研究员在含银纳米颗粒的圆盘固相萃取实验发现萃取前后粒径不变。在纳米颗粒的分离测定方法方面，将色谱图中的保留时间换算成粒径，得到纳米颗粒的质量与粒径分布图，利用纳米颗粒的质量与粒径分布图，可一步实现纳米材料的尺寸表征、质量定量和组成鉴定。

报告提及文献及专利：

（1）ZQ Tan, JF Liu* et al., Environ. Sci. Technol. 2017, 51, 12369–12376

（2）Li et al., ES&T, 2013, 47, 7317

（3）Prichard et al. Environ. Sci. Technol. 2012, 46, 3149

（4）Gondikas et al., Environ. Sci. Technol. 2014, 48, 5415

（5）EPA Nanotechnology White Paper 2007

（6）Windler et al. Sci. Technol. 2012, 46, 8181

（7）JF Liu, R Liu, YG Yin, GB Jiang*, Chem. Commun. 2009, 1514.

（8）国际专利申请号：PCT/CN2009/000774

（9）JF Liu*, JB Chao, R Liu, ZQ Tan, YG Yin, Y Wu, GB Jiang, Chem. 2009, 81, 6496

（10）JB Cao, JF Liu*, SJ Yu, YD Feng, ZQ Tan, R Liu, YG Yin, Chem. 2011, 83, 6875-6882

（11）SJ Yu, JB Chao, J Sun, YG Yin, JF Liu*, GB Jiang, Sci. Technol. 2013, 47, 3268

 华北电力大学王祥科教授——纳米材料表面功能化修饰及对环境污染物去除研究。王祥科教授在报告中提到大量的放射性核素释放到环境中，给环境污染和人类健康带来了重大威胁，放射性核素和环境介质的相互作用与其化学形态(chemical species)与微观结构密切相关。同时提到EXAFS方法研究重金属离子在固体表面的微观结构，理论计算化学在环境化学中可作分子水平分析表征作用。王祥科教授的报告介绍了许多表征技术在实验处理中的技巧性应用，详细可看下列参考文献。例如GO上表面基团的影响U（VI）的吸附中，利用Raman和 UV-vis，根据rGO表面含有大量的sp2杂化的碳原子，得到GO表面的含氧官能团被还原的结论；强的224 nm的特征峰(C=C键的π→π* 跃迁) ，rGO体系的吸收强度最大，这主要是由于石墨烯表面的共轭的π结构造成，表面氧化官能团的产生使离域的C=C键含量降低，体系的电导率和光学吸收均有所降低，等等。

报告提及文献：

（1）Soc. Rev. 42(2013) 8821; 47(2018)232;  

（2）Mater. 23(2011) 3959；29(2017) 1605502. 29(2017) 1703258；Adv. Sci. (2018) 1800235;Adv. Func. Mater. (2017) 1702232；Chem. Sci. 3 (2012) 433;ACS Nano7 (2013) 3589;

（3）Sci. Technol. 48(2014) 5493；48(2014) 13138；49(2015) 4255；49(2015) 9168； 49(2015) 11721；50(2016) 3658; 50(2016) 4459； 50(2016) 7290； 50(2016) 6008; 50(2016) 9361；51 (2017) 3728; 51 (2017) 6156; 51(2017) 7686; 51(2017)12274; 51(2017) 12868; 52(2018) 1880; 52(2018) 7996

（4）Cosmochim. Acta 75(2011) 6520; 121 (2013) 84; 140 (2014) 621; 165(2015)86; 166(2015) 129; 180(2016)151.

（5）Soc. Rev. 42(2013) 8821; 47(2018)232;  

（6）Mater. 23(2011) 3959；29(2017) 1605502. 29(2017) 1703258；

（7）Sci. (2018) 1800235; Adv. Func. Mater. (2017) 1702232

（8）Sci.  3 (2012) 433;  ACS Nano7 (2013) 3589；

（9） Sci. Technol. 48(2014)  5493； 48(2014) 13138；49(2015) 4255；49(2015) 9168； 49(2015) 11721；50(2016) 3658; 50(2016) 4459； 50(2016) 7290；50(2016) 6008; 50(2016) 9361；51 (2017) 3728; 51 (2017) 6156; 51(2017) 7686; 51(2017)12274; 51(2017) 12868; 52(2018) 1880; 52(2018) 7996

浙江大学林道辉教授——溶解性有机质对纳米颗粒环境行为与生物效应的影响。林道辉教授在报告中提到纳米材料广泛应用，自身尺寸效应具有毒性，暴露到环境中引发潜在毒性，环境组分与纳米颗粒相互作用影响其风险，亟需科学分析纳米颗粒(NPs)的环境风险。溶解性有机质(DOM)是非常活跃的重要环境组分，林道辉教授工作阐明DOM对NPs环境行为与生物效应的影响。林道辉教授对于NPs生物效应中界面过程及DOM的作用及机制是如何的科学问题探究中得到以下结论：探究纳米颗粒-细胞界面作用及其毒性效应发现CNTs能团聚包埋藻细胞，并通过穿刺和胞吞作用进入细胞，表现毒性；锐钛矿TiO2 NPs能与藻/细菌细胞强烈作用而表现毒性；胞外高聚物控制NPs-生物界面作用、生物累积与毒性，界面作用受NPs类型、晶型和表面性质调控；NPs干扰藻细胞代谢过程、基因表达，抑制光合系统中电子传递，影响其分裂与繁殖。在探究DOM与共存污染物对纳米颗粒毒性效应的影响发现腐殖酸降低但表面活性剂增加CNTs的藻类毒性；腐殖酸能抑制TiO2 NPs-藻细胞作用而降低毒性；NPs会与有机污染物产生复杂的协同、拮抗、加和等联合毒性效应。在探究真实水质对NPs性质与毒性效应的复杂影响中发现地表水样中NPs对藻、蚤的毒性显著低于培养基中，毒性缓解作用与主要水质间无显著相关→猜测可能是共同作用？环境组分会与铁基NPs相互作用，致使其老化，降低其生物毒性。最后林道辉教授小结到：（1）溶解性有机质强烈吸附在疏水性纳米颗粒表面，抑制其团聚，提高其在水和土壤环境中的迁移性能；（2）天然有机质抑制纳米颗粒-生物界面作用, 降低了纳米颗粒的生物效应。而真实环境中纳米颗粒的行为与生物效应是如何仍值得细致探究。

报告提及文献：

（1）Environ Sci Technol 2008, 42, 5917-5923; 2008, 42, 7254–7259

（2）Carbon, 2009, 47, 2875-2882

（3）J Hazard Mater 2012, 241, 404–410

（4）Environ Sci Technol 2010, 44, 8144

（5）Chemosphere 2012, 89, 1316; Environ Pollut 2012, 167, 138

（6）Water Res. 2017, 108, 271-279

（7）J Environ Qual 2010, 39, 1896–1908

（8）Environ Pollut 2013, 182, 269-277

（9）Sci Total Environ 2018, 628–629, 1130–1138

（10）Environ Sci Technol 2012, 46, 8458–8466

（11）Chem Eng J 2011, 170, 525–530; Environ Sci Technol 2015, 49, 932−939

（12）Environ Sci: Nano, 2018, 5, 720-729; Sci Rep 2016, 6, 32998

（13）Environ Sci: Nano 2018, 5, 2415-2425

（14）Ecotoxic Envrion Safe 2018, 161, 497-506

（15）Carbon 2015, 83, 198-207

（16）Water Res. 2012, 46, 4477-4487

（17）Nanotoxicology 2017, 11, 591-612;Nanotoxicology 2017, 11, 1115–1126

（18）Environ Pollut 2016, 218, 505-512; 化学进展, 2017, 29, 1072-1081

（19） Environ Pollut 2018, 232, 10-30

南京大学潘丙才教授——环境纳米复合材料的构建、规模化应用及若干纳米限域特性。潘丙才教授的报告生动活泼，在水中特征污染物深度净化的迫切需求需要发展深度处理技术大背景下引出水处理纳米技术。国内外鲜见纳米技术工程化水处理的应用报道，因为纳米材料存在易团聚失活，引入分散剂导致二次污染，易板结与压头损失不对应等问题。潘丙才教授利用交联网状结构，将纳米材料像老虎一样困在笼子中，实现机械强度高，化学稳定性好，易于化学改性和便于操作等优点。潘丙才教授通过聚苯乙烯高分子材料构建限域体系，得到纳米复合材料，保持纳米活性，突破纳米颗粒工程化应用瓶颈。相比活性炭等负载的纳米材料，潘丙才教授研制的复合材料在污染物净化速度与纳米颗粒的稳定性方面有显著提升；而相比常用于重金属净化的离子交换树脂，复合材料在污染物深度净化能力与工作容量方面有十分显著的提升。同时，纳米复合材料材料除污性能强，选择性更高，可实现骨架-纳米颗粒协同。潘丙才团队还制备系列毫米尺寸复合纳米吸附材料，材料吨级量产，首次实现我国环境纳米复合材料的系列化、规模化生产，发明了基于新材料的工业废水深度处理与回用新技术。潘丙才教授在工程示范应用介绍中提及某电镀基地污水处理厂设计处理能力12000 t/d，纳米技术单元处理能力可达2000 t/d。中试应用拓展到饮用水深度处理，地表水深度除磷中试研究等。潘丙才教授还对纳米限域特性物理过程中的结晶行为和结垢行为,化学效应中的表面化学性质和化学反应机理进行成果举例，详见如下文章：Zhang & Pan*, Environ Sci Technol 2016, 50, 1447，Zhang & Pan*, Environ Sci Technol (revised)，Yang & Pan*, Chem Eng J 2011, 178, 161-167 ，Pan*, Environ Sci Technol 2014, 48, 5101，Meagan S. Mauter and Menachem Elimelech, The role of nanotechnology in tackling global water challenges. Nature Sustainability 2018, 168 (1), 166–175，Zhang & Pan*, Environ Sci Technol 2017, 51, 9210，Pan & Pan*, Nanoscale 2017, 9,19154，Zhang & Pan*, Environ Sci Technol 2017, 51, 6326，Zhang & Pan*, Environ Sci Technol 2017, 51, 13363，Shan & Pan*, Chem Eng J 2018, 338, 261。在潘丙才老师报告的结尾，归纳纳米技术发展路线中提到一句话与大家分享：There is plenty of room at the bottom.

报告提及文献：

（1）Zhang & Pan*, Environ Sci Technol2017, 51, 9210

（2）Pan & Pan*, Nanoscale 2017, 9, 1915

（3）Pan*, Environ Sci Technol 2014, 48, 5101

（4）Zhang & Pan*, Environ Sci Technol2017, 51, 9210

（5）Pan*, Chem Eng J 2014, 248, 290

（6）Pan & Pan*,Water Res 2010, 44, 815

（7）Pan*, Environ Sci Technol2014, 48, 5101

（8）Pan*, Environ Sci Technol2013, 47, 6536

（9）Hua and Pan*, ACS Appl Mater Interfaces2013, 5, 12135

（10）Pan*, Environ Sci Technol 2013, 47, 6536

（11）Zhang & Pan*, Environ Sci Technol2016, 50, 1447

此外，中国科学院生态环境研究中心江桂斌院士也在闭幕前带来精彩的压轴学术报告！

11月23日分会场一：（主持人广东省生态环境与土壤研究所李芳柏研究员、中山大学欧阳钢锋教授、清华大学姚强教授、中国科学院合肥物质科学研究院黄行九研究员）

北京大学朱东强教授对天然纳米颗粒物对有机污染物的吸附及光催化转化行为研究进行报告，在天然纳米颗粒对污染物环境行为具有重要影响的研究背景下，发现天然纳米颗粒是土壤有机污染物的吸附剂、载体和反应器。在蒙脱石颗粒尺寸对其与四环素间作用的影响探究中发现四环素在11000rpm粘土样品的吸附显著低于其他组分的样品，胶体蒙脱石颗粒形成“卡房”结构，阻碍四环素分子进入粘土层间（Xu and Zhu 2014, J. Environ. Qual.）。在蒙脱石胶体颗粒对四环素光转化的促进效应探究中提出新型有机污染物在粘土表面吸附-转化耦合作用新机制（Xu et al., 2018, Environ. Sci. Technol. Under revision.）。在离子效应控制了溶解性黑碳的空间构型和聚沉行为探究中发现Na⁺和Mg ²⁺无法诱导溶解性黑碳的团聚行为，而Ca ²⁺易使溶解性黑碳脱稳团聚为解释土壤有机质高含量芳香组分提供了新视角（支持了“Aggregation”观点）（Qu et al., 2016, Carbon; Xu et al., 2017, Environ. Sci. Technol.; Xu et al., 2018, Environ. Sci. Technol. Under revision.）。同时发现溶溶解性黑碳对疏水性有机物的高吸附能力由“假胶束”机制引起（Fu et al., 2018, Environ. Pollut.）；溶解性黑碳比腐殖酸具有更高的光化学活性，光敏化产生大量1O2 和 O2-（Fu et al., 2016, Environ. Sci. Technol.; Zhou et al., 2018,  Environ. Sci. Technol.）；黒碳溶出矿物具有较高光催化活性（Fu et al., 2018,  Environ. Sci. Technol.）；胶体黒碳及溶解性黒碳对硫化物还原硝基苯的促进效应（Manuscript submitted.）等结论。中国人民解放军军事医学科学院袭著革研究员报告微纳米尺度物质健康影响评价技术与应用，在比较研究各个尺度微纳粒子健康危害的基础上，重点研究了PM2.5和纳米材料，围绕环境中微纳粒子进行健康影响评价的3个关键问题，一是微纳粒子健康危害的靶点和剂量关系，二是是否会吸附环境污染物，放大其危害，三是传统评价技术是否适合纳米粒子。发现了纳米材料可促进细菌之间接合质粒介导的耐药基因转移；揭示了微纳米粒子对血管外膜和内皮细胞结构、功能损伤的特点和规律；定量表征了PM2.5、纳米颗粒物及载带致癌物的尺寸效应和致癌作用；建立了毒理学替代动物线虫的毒性评价技术和环境安全剂量的评价方法。北京工业大学邓积光研究员报告贵金属催化剂催化净化VOC研究，在如何提高0.05 wt%Pt/TiO₂催化净化丙酮的性能研究上，发现CeO₂可显著提高0.06 wt% Ag/Mn2O3催化净化甲苯的稳定性。分析Ce改性0.05 wt%Pt/TiO₂催化净化丙酮的过程发现丙酮吸附在催化剂表面，在低温下丙酮部分氧化生成甲酸盐物种；随着反应温度的升高，甲酸盐变成碳酸盐物种；最后中间物种完全氧化生成CO₂和H₂O。报告小结得到贵金属-氧化物界面是主要活性位，具有优异的催化净化丙酮性能；调控表面酸碱性，可适当提高催化剂抗CO₂和SO2性能等结论。

报告提及文献：

北京工业大学邓积光研究员报告：

（1）Appl Catal B 65 (2006) 37–43;

（2）Angew Chem Int Ed 51 (2012) 9628-9632

大连理工大学刘猛教授报告致病微生物即时检测检验技术研究，在水(食)源性致病菌的背景下，研究即时检测检验技术，从传统实验室到纸芯片实验室，从传统仪器到微流控纸分析器件。针对致病菌C.difficile的快速检测，利用体外进化技术筛选出具有特异性识别和强结合能力的功能核酸分子；发展了新型的恒温指数核酸扩增方法，实现了识别信号的放大；利用折纸原理，制备了三维纸基微流控芯片，实现了分子识别和信号放大的可控偶联，用于致病菌的快速和高灵敏检测。刘猛教授说他的工作是用体外进化的力量解决环境分析化学问题。中国科学院生态环境研究中心张静研究员报告纳米砷渣中砷的释放与氧化：可见光的促进作用。在报告中总结道砷渣的排放与堆积产生巨大环境危害，光照大大促进了砷渣中砷的释放和氧化，增加环境危害，光照产生活性氧及硫自由基，导致砷和硫的释放与转化，对重金属迁移转化、硫元素的地球化学循环影响，砷渣环境行为的研究对堆存与后处理的指导意义。张静研究员同时还提到下一步工作计划是抑制砷的释放——固化稳定化策略，进一步促进释放——分离回收利用。南开大学祝凌燕教授报告纳米银材料在水环境中化学转化行为的影响机制研究。在报告中提到纳米银材料在水环境中的化学转化（包括氧化溶解和硫化转化）是复杂的异相反应。其中纳米银材料的表面积是影响硫化速率的关键因素之一，纳米银的硫化是以直接硫化为主的过程，阳离子表面活性剂显著促进纳米银线的氧化溶解和硫化转化，纳米二氧化钛促进纳米银的氧化溶解和再还原形成更加小粒径的纳米银，将改变其生物效应。

报告提及文献：

大连理工大学刘猛教授报告：

（1）ACS Nano 2014, 8, 5564;

（2）Trends Anal. Chem. 2015, 74, 120;

（3）Biochimie 2018, 145, 151 (Invited paper);

（4）MRS Commun 2018, 8, 687 (Invited paper);

（5）Chem. Int. Ed. 2018, 57, 12440

南开大学祝凌燕教授报告：

（1）Lee, et al. ACS Nano, 2007.;

（2）Fabrega, et al. Environ. Int. 2011.;

（3）Yang, et al. Environ. Sci. Technol. 2012.;

（4）Sci. Technol. 2016, 50, 13283.;

（5）Sci. Technol. 2016, 50, 13283.;

（6）Sci. Technol. 2016, 50, 13283.;

（7）Sci.: Nano. 2018, 5 (10), 2452.;

（8）Sci.: Nano. 2018, 5 (10), 2452.;Environ. Sci.: Nano. 2018, 5 (5), 1191.;

（9）Sci.: Nano. 2018, 5 (5), 1191.

华南理工大学石振清教授报告纳米尺度下矿物和有机质相互作用机制及其对重金属环境行为影响。石振清教授发现铁矿物转化、重金属形态分布以及有机质分布之间的动态耦合影响着重金属环境行为和矿物及有机质稳定性。纳米甚至原子尺度下的微观机制的研究有助于准确的建立宏观环境模型来预测重金属多尺度动力学行为。分子层次上有机质在矿物表面上的分馏机制有助于建立机理模型预测有机质和污染物环境行为。石振清教授通过将重金属和土壤反应的热力学平衡（静态）和动力学反应（动态）有机整合在一起，建立了不同条件下的重金属反应的通用模型；发展的模型有助于预测重金属的生物有效性、环境转化和归宿。山东大学占金华教授报告过渡金属氧化物@环糊精与有机微污染化合物的催化降解，从识别，催化和选择性输出三方面凝练工作。识别：环糊精与有机微污染的主客体相互作用；催化: 过渡金属氧化物纳米材料催化过氧化氢等氧化剂产生氧化性自由基；选择性输出：有机微污染被催化降解为各类小分子酸。南京大学毛亮副教授报告石墨烯在典型生物体内的分布、迁移与转化，主要得到石墨烯能够在水稻根、茎叶累积，石墨烯还能够跨过细胞膜进入叶绿体；暴露于石墨烯的水稻茎叶中羟基自由基的存在，可能是导致水稻茎叶中石墨烯矿化的原因；从土培实验进一步证实了累积的石墨烯在水稻中能被矿化等结论。

报告提及文献：

山东大学占金华教授报告:

（1）René P. Schwarzenbach et al., Science 2006, 313, 1072-1077; William R. Dichtel et al., Nature, 2016, 529, 190–194 ;

（2）StanisławWacławek et al., Chemical Engineering Journal 2017, 330, 44-62 ;

（3）Abdelkrim Azzouz et al., Applied Catalysis B: Environmental 2015, 174–175, 277-292 ;

（4） Jae-Hong Kim . Nature nanotechnology, 2018, 13, 642-650;

（5）Lawrence P. Wackett et al., Appl. Environ. Microbiol. 2004;70:647-655;

（6）Grégorio Crini, Chem. Rev. 2014, 114, 10940−10975;

（7）Jo´zsef Szejtli Introduction and General Overview of Cyclodextrin Chemistry Chem. Rev. 1998, 98, 1743-1753;

（8）Phys. Chem. A, 2010, 114, 13122–13128;

（9）Journal of Hazardous Materials 2011, 192, 1780-1786;

（10）Journal of Colloid and Interface Science 2015, 447, 1-7;

（11）Pedro J. J. Alvarez et al Environ. Sci. Technol. 2018, 52，12402–12411 ;

（12）Applied Catalysis B: Environmental 2016, 188, 113-122 ;

 （13）Journal of Hazardous Materials 357 (2018) 109–118 ;

此外，苏州大学王殳凹教授、昆明理工大学关清卿教授、重庆工商大学董帆教授，河南农业大学王合中副教授也在分会场上做了精彩报告。

11月23日分会场二：（主持人华南理工大学韦朝海教授、东莞理工学院牛军峰教授、广州大学闫兵教授、广东工业大学安太成教授）

中国科学院合肥物质科学研究院孟国文研究员报告几种接近实用化的SERS衬底与器件。孟国文教授团队实现对甲基对硫磷农药模拟污染液的快速痕量检测（Huang , Meng*, et al. ACS Appl. Mater. Interfaces, 7, 17247 (2015)），搭建了基于“纳米结构光纤探针增强型”便携式器件（Huang, Meng*, et al. ACS Appl. Mater. Interfaces, 7, 17247 (2015)；Liu, Meng, Mao,  et al. Nanoscale 8,10607(2016)），研制了“光纤探针增强型”便携式拉曼光谱仪样机，实现了对污染土壤提取液中两种多氯联苯的快速检测。中国科学院生态环境研究中心刘倩研究员报告同位素指纹追踪环境中纳米颗粒的来源。刘倩研究员报告中说道两类重要的环境颗粒态污染物：PM2.5、纳米颗粒物(超细颗粒物)，在目前的认知是不能够通过同位素指纹揭示颗粒物来源，例如Ag同位素指纹不能直接区分天然与工程纳米银（Q. Liu*, G. Jiang*, Nat. Nanotechnol. 2016, 11, 682-686）。而刘倩研究员发现不同污染源具有显著不同的Si同位素指纹，满足同位素溯源的前提条件，利用Si同位素判断重点污染源（Environ. Sci. Technol. 2018, 52, 1088−1095），并实验利用Si同位素指纹反映了近年北京PM来源的变化。中国科学院高能物理研究所石伟群研究员报告MXene材料对锕系元素的吸附与固定化研究。石伟群研究员以V2CTx为示范，首次从实验上证实了MXene材料可用于放射性核素的吸附分离。理论预测了Ti3C2Tx与U(VI)具有较强的相互作用，并通过插层和水化处理使Ti3C2Tx对U、Th、重金属离子、染料分子的吸附容量大幅提高，并利用MXene的纳米多层结构实现了对放射性核素的高效封装固定。研究了Ti2CTx对U(VI)的持续吸附-还原固定行为，低pH条件下仍可实现U(VI)的高效去除，并对还原机理进行了深入研究。

报告提及文献：

中国科学院高能物理研究所石伟群研究员报告：

（1）Mater. 2014, 26, 992;

（2）Chem. Res. 2015, 48, 128;

（3）Mater. Chem. A .2014, 2, 14334.

（4）L Wang, WQ Shi, et al. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2016, 8, 16396.

（5）L Wang, WQ Shi, et al. J. Hazard. Mater. 2016, 308, 402-410.

（6）L Wang, WQ Shi*, et al. Chem. Commun. 2017, 53, 12084.

（7）Wang, Shi*, et al. Environ. Sci. & Technol. 2018, 52:10748.

华东理工大学邢明阳副教授报告无机助催化芬顿反应体系处理有机污染物废水的研究。邢明阳副教授发现三维石墨烯助催化光芬顿体系可实现中性条件下对有机污染物的有效去除；硫化物助催化芬顿体系可促进铁离子高效循环，实现其对有机污染物的快速高效去除，实现同步氧化还原反应，及暗反应条件下的快速杀菌。同时，邢明阳副教授报告中提到钼粉助催化芬顿体系有望在同步氧化还原、选择性氧化等领域具有应用前景。华北电力大学孙玉兵副研究员报告放射性核素的环境行为及其在纳米材料上富集机理。在报告中，孙玉兵研究员提到放射性核素的环境行为不仅与土-水-气界面相关，而且放射性核素本身的化学形态和微观结构也密切相关。而我们如何准确地预测和评估放射性核素在环境化学行为？孙玉兵团队通过批次实验法研究放射性核素在不同环境条件下吸附过程，然后利用表面络合模型模拟其吸附过程，并揭示在不同环境介质中的作用机理，能够很好地预测放射性核素在实际环境介质中的化学行为。中国科学院化学研究所陈春城研究员报告原位红外在研究光催化表面反应中的应用。陈春城研究员验证了氢键吸附在{001}面的水分子优先氧化，得到水分子在不同的晶面上有不同的吸附模式及只有氢键吸附在{001}的水分子被氧化的结论。同时发现配位吸附的水不利于被空穴氧化，氢键吸附有利于空穴氧化的发生，并不是吸附越强越有利于氧化反应。

报告提及文献：

华东理工大学邢明阳副教授报告：

（1）Dong, M. Xing* et al., Nature Commun.2018, 9, 1252 (Highlighted by Editor);

（2）Qiu, M. Xing* et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56,2684 (ESI高被引论文);

（3）Qiu, M. Xing* et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 10643；

（4）Qiu, M.Y. Xing* et al., J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 5852 (ESI高被引论文；ESI热点论文)；

（5）Qiu, M.Y. Xing* et al., Sci. Rep., 2016, 6, 29099 (ESI高被引论文)；

（6）Qiu, M.Y. Xing* et al., Chem. Soc. Rev., 2018, 47, 2165 (ESI高被引论文)；

（7）Dong, M. Xing* et al., Appl. Catal. B Environ. 2018, 222, 146 (ESI高被引论文)；

（8）Qiu, M. Xing* et al., Appl. Catal. B Environ. 2016, 183, 216 (ESI高被引论文)；

（9）Y. Xing, J.L. Zhang*, Y. Yin* et al., Chem, 2018, 4, 135 (IF: 14.01)；

（10）Y. Xing*, J.L. Zhang* et al., Environ. Sci. Technol. 2018, 52, 11297−11308；

（11）Y. Xing*, J.L. Zhang* et al., Water Research 2018, 145, 312-320

华北电力大学孙玉兵副研究员报告：

（1）Sun YB, Li JX, Wang XK*, Geochim. Cosmochim. Acta, 2014, 140, 621. ESI高被引论文.

（2）Ding CC, Cheng WC, Sun YB*, Wang XK*, Geochim. Cosmochim. Acta, 2015, 165, 86. ESI高被引论文.

（3）Jin ZX, Wang XX, Sun YB*, Ai YJ*, Wang XK*, Environ. Sci. Technol., 2015, 49, 9168. ESI高被引论文.

（4）Song WC, Yang TT, Wang XX, Sun YB*, Ai YJ*, Sheng GD, Hayat T, Wang XK*, Environ. Sci. Nano, 2016, 3, 1318.

（5）Sun YB, Zhang R, Ding CC, Wang XX, Cheng, WC, Chen CL, Wang XK*, Geochim. Cosmochim. Acta, 2016, 180, 51. ESI高被引论文.

（6）Sun YB*, Wang XX, Song WC, Lu SH, Chen CL, Wang XK,  Environ. Sci. Nano, , 2017, 4, 222. ESI高被引论文.

（7）Song WC, Wang XX, Chen ZS, Sheng GD, Hayat T, Wang XK, Sun YB*, Environ. Pollut., 2018, 237, 228;

（8）Sun YB, Lan JH, Li MX, Hu W, Liu HB, Song G, Chen DY, Shi WQ*, Wang XK*, Environ. Sci. Nano, 2018, 5, 1981.

（9）Ding CC, Cheng WC, Sun YB*, Wang XK*, Geochim. Cosmochim. Acta, 2015, 165, 86. ESI高被引论文.  

（10）Wan T, Cheng W, Ren JH, Wu W, Wang M, Hu BW*, Jia ZY, Sun YB*, Environ. Sci. Nano, 2018, 5, 2731.

（11）Li MX, Liu HB*, Chen TH, Chen D, Sun YB*. Sci. Total Environ. 2019, 651, 1020.

（12）Liu HB, Li MX, Chen TH, Chen CL, Alharbi NS, Hayat T, Chen D, Zhang Q, Sun YB*, Environ. Sci. Technol., 2017, 51, 9227. ESI热点论文

（13）Sun YB, Wang Q, Chen CL, Tan XL, Wang XK*, Environ. Sci. Technol., 2012, 46, 6020.  ESI 高被引论文

（14）Sun YB, Wu ZY, Wang XX, Ding CC, Cheng WC, Yu SH, Wang XK*, Environ. Sci. Technol., 2016, 50, 4459. ESI 高被引论文.

（15）Cheng WC, Ding CC, Wu QY, Sun YB*, Shi WQ*, Hayat T, Alsaedi A, Chai ZF, Wang XK*, Environ. Sci. Nano, 2017, 4, 1124 ESI 高被引+热点论文.

（16）Sun YB, Wang Q, Chen CL, Tan XL, Wang XK*, Environ. Sci. Technol., 2012, 46, 6020.  ESI 高被引论文

（17）Sun YB, Wu ZY, Wang XX, Ding CC, Cheng WC, Yu SH, Wang XK*, Environ. Sci. Technol., 2016, 50, 4459. ESI 高被引论文.

（18）Cheng WC, Ding CC, Wu QY, Sun YB*, Shi WQ*, Hayat T, Alsaedi A, Chai ZF, Wang XK*, Environ. Sci. Nano, 2017, 4, 1124 ESI 高被引+热点论文. Sun YB, Shao DD, Chen CL, Yang SB, Wang XK*, Environ. Sci. Technol., 2013, 47, 9904. ESI高被引论文.

（19）Sun YB, Yang SB, Chen Y*, Ding CC, Cheng WC, Wang XK*, Environ. Sci. Technol., 2015, 49, 4255. ESI高被引论文.  

（20）Sun YB, Shao DD, Chen CL, Yang SB, Wang XK*, Environ. Sci. Technol., 2013, 47, 9904. ESI高被引论文.

（21）Sun YB, Lu SH, Wang XX, Xu C, Li JX, Chen CL, Chen J, Hayat T, Alsaedi A, Alharbi NS, Wang XK*, Environ. Sci. Technol., 2017, 51, 12274.

（22）ESI 高被引+热点论文； Li FB, Li XY, Cui P, Sun YB*, Environ. Sci. Nano, 2018, 5, 2000-2008.

（23）Hu BW, Guo XJ, Zheng C, Song G, Chen DY, Zhu YL, Song XF, Sun YB*, Chem. Eng. J., 2019, 357, 66-74.

中国科学院化学研究所陈春城研究员报告：

（1）Am. Chem. Soc. 2018, 140, 3264

（2）Am. Chem. Soc 2016, 138, 2705

（3）Chem. Int. Ed. 2015, 54, 2052

（4）Chem. Int. Ed. 2015, 54, 5905

（5）Energy Environ. Sci. 2015, 8, 1231

（6）Chen et al. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 18774

（7）Hoffmann et al. Rev. 1995, 95, 69-96

（8）Minero et al. Langmuir.2000,16,2632 ; Langmuir.2000,16,8964

（9）Chem. Int. Ed. 2015, 54, 5905

（10）Phys. Chem. C, 2017, 121, 2251–2257

（11）Catal. B: Environ. 2018, 224, 376-382

（12）Dupart et al. Proc.Natl. Acad. Sci. U S A. 2012 109: 20842–20847

（13）Han et. al. PNAS, 2012, 109, 21250–21255

（14）Proc. Natl. Acad. Sci. U S A.  2018, 115, 7717-7722

华南理工大学刘炜珍副教授报告还原铬渣堆存过程中的Cr(VI)缓释机理及解决策略。刘炜珍副教授认为钙矾石是还原堆存铬渣中影响Cr(VI) 缓释的关键物相之一，它含有晶格态的Cr(VI)，但是在环境CO2等条件下容易晶格破坏从而释放出Cr(VI)。钙矾石对于还原堆存铬渣的环境风险评估具有重要意义。还原铬渣缓释Cr(VI)的解决策略：用碳酸盐作为调控剂，可导致钙矾石的物相转变，从而释放Cr(VI)。水热条件是必须的，可以促进晶体生长，使铬渣彻底脱毒并回收Cr(VI)。南开大学展思辉教授报告半导体光能驱动催化降解污染物界面机制的研究。展思辉教授通过材料界面化学官能团调控实现目标污染物的靶向去除和催化氧化一体化。在同轴Fe@TiSi快速净化典型染料废水实验中发现γ-Fe₂O₃核心可以使纤维催化剂更容易从水中回收，Si的掺杂可以提升光催化降解效率，掺杂硅可以扩展可见光吸收,抑制空穴−电子重组,并缩小TiO₂的带隙。上海师范大学卞振锋教授报告基于光催化技术处理污水中铬离子的研究。卞振锋教授团队发现通过表面简单修饰，可实现选择性吸附/脱附六价铬/三价铬离子，提高光催化还原速率，抑制光催化剂失活。

报告提及文献：

南开大学展思辉教授报告：

• Fenner K. et al. Science, 2013, 341: 752.
• Bhattacharya S.et al. Science, 2009, 324: 885
• Yu C. et al.  Nature, 2011, 470: 307
• Tang Y. et al. Nature, 2014, 512: 371
• Fu G. et al. J. Am. Chem. Soc. 2017,  139, 6, 2122-2131
• Bao X.H. et al. Chem. Soc. Rev., 2017, 46, 1842-1874.
• Zhan SH*, Zhu DD, et al. ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7: 4290
• Ma SL, Zhan SH*, et al. ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7: 21875
• Ma SL, Zhan SH*, et al. ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7: 10576
• Zhan SH*, Yang Y, et al. J. Hazard. Mater. 2014, 274: 115
• Zhan SH*, Zhu DD, et al. Appl. Mater. & Interfaces 2014, 6: 16841
• F. Wang, S. H. Zhan*, Appl. Catal. B, 2017, 207, 335–346

上海师范大学卞振锋教授报告：

（1）Linsebigler et al. Chem. Rev., 1995, 95,735

（2）Catal. B: Environ. 2018, 226, 213–219

（3）Nanoscale, 2013, 5, 1876

（4）ACS Catal. 2013, 3, 1886

（5）Mater. Chem. A, 2014, 2,2256

（6）ACS Appl. Mater. Interfaces .2016, 8, 28671

（7）Sci. Technol. 2017, 51, 3973

（8）Catal. B: Environ. 2017, 206, 293–299

（9）Catal. B: Environ. 2018, 226, 213–219

此外，南开大学胡献刚教授、中国科学院生态环境研究中心刘思金研究员、中国海洋大学赵建教授、同济大学凌岚研究员也在分会场上做了精彩报告。

值得一提的是，23日下午举行的院士-企业家“纳米·环境·未来”面对面高端论坛，是本次大会的一大创新和亮点。当前国内严格的环境治理要求带来了巨大需求，中国环保产业面临着全新的市场机遇，也面对着技术上更高水平的挑战。高端论坛邀请国内水处理、土壤修复、固废处理领域的多位顶尖学者以及龙头化工企业与领军环境治理企业的代表，对纳米技术在现有水处理材料上的应用与创新改进的研究进展与案例、土壤修复纳米材料批量生产与工程化应用中的难点与解决思路等十多项议题进行热烈讨论。会上，多名企业代表表达了对纳米材料、纳米技术应用于实际问题的浓厚兴趣，希望同科研工作者携手打通技术落地的中间环节，共同推动产学研一体化合作机制的建设与完善。以解思深院士、柴之芳院士、赵进才院士为代表的专家充分肯定了科学家在科研的同时与企业加强沟通的重要性，科研工作者应朝着把论文写在祖国大地上的目标努力，并指出科研成果的转化与落地不是一蹴而就的，需要各方的共同努力，愿与企业一起面对与解决环境保护与治理过程中的困难与挑战，朝着更高水平的产学研合作，更强的环保技术，更新的环保理念努力。解思深院士对本次论坛给予高度评价，它为科研工作者与企业家搭建了一个沟通的平台，这种沟通是必要的，是科研机构-企业-高校相互对话、合作的良好开端。

微小的世界里蕴藏着无穷的奥妙与机遇，纳米科学技术与环境的碰撞，是环境领域一次精彩的结合。在此背景下，第四届纳米环境技术年会暨2018全国纳米环境技术学术会议的成功召开，为推动中国纳米技术在环境领域的进一步发展，国内众多学者、业界精英相聚于广州，就业内最前沿的科研成果、研究方向，呈现了一场学术盛宴。

感谢会议主办方、到场的各位报告人和大会工作人员的辛勤付出，期待下一届纳米环境技术学术会议！

本文由材料人纳米学术组莫元纶供稿，材料牛编辑整理。