納濾(NF)是一種從地表水中獲得純凈、安全飲用水的非常有前景的技術。NF不僅能夠有效去除地表水中大部分污染物、有機物,同時在我們近期的研究中發(fā)現(xiàn)NF可以有效截留飲水處理過程中產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物(DBPs),從而可能降低與DBPs毒性相關的癌癥風險(Nat Sustain 5, 689-698, 2022)。然而,膜污染是限制NF可持續(xù)凈水性能的主要障礙,盡管目前關于NF膜污染方面的研究已經(jīng)被廣泛報道,但大部分研究局限于使用模型污染物(BSA, HA, SA)或少量的地表水樣品。實際上,這些模型污染物難以真實地反映地表水中天然有機物(NOM)的性質,例如:組成、結構和化學性。此外,地表水中NOM的理化特性隨地理位置、水文條件和氣候等因素高度可變,因此,使用不同地區(qū),不同性質的多種實際地表水研究NF膜污染更具實際意義。
對于同一地區(qū),不同類型的地表水,水庫水具有最低的濁度、zeta電位值(絕對值)、平均分子尺寸和DOC值,河水次之,湖水最高。對于同一類型,不同地區(qū)的地表水,南方水樣表現(xiàn)出更低的濁度、更高的zeta電位值、更大的平均分子尺寸和更低的DOC值。同時南方地表水的芳香度/疏水性高于同類型的北方水(圖1和2)。這些結果表明:研究所選取的地表水水質參數(shù)具有顯著的差異性,同時也反映出南方地表水具有更優(yōu)的水質。
圖2 地表水中有機物分析:(a)DOC濃度;(b)以SUVA值表示的芳香度/疏水性;(c)水中有機物的FTIR光譜;(d)水中有機物的表觀分子量分布。圖 (a-b) 中帶顏色的矩形框表示不同類型的地表水,藍色、粉色和綠色分別代表水庫水、河水和湖水,每一個矩形框內(nèi),左邊為南方水樣,右邊為北方水樣。
圖3(a)歸一化的通量下降及反洗后膜通量恢復;(b)NF膜后水中有機物的分子量分布;(c)膜對地表水中腐殖質的截留率,黃色和藍色矩形框分別表示南方水樣和北方水樣;(d)膜對不同地表水中低分子量 (LMW, 300-1400 Da), 中分子量 (MMW, 1400-4200 Da) 和高分子量 (HMW, 4200-10000 Da) 腐殖質的截留率。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138682
作者簡介

俞文正,中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員,浙江寧波人,曾獲歐盟“瑪麗居里國際引進學者”基金(IIF)、中組部海外高層次人才青年項目,2021年北京市杰出青年基金,中國城市科學研究會韌性城市專業(yè)委員會委員,Membranes期刊(IF 4.5)編委、Chinese Chemical Letters期刊(IF 6.67)和FESE青年編委,2021年起入選全球前2%頂尖科學家榜單(環(huán)境領域)。本科就讀于武漢大學給水排水工程專業(yè),后保送至哈爾濱工業(yè)大學碩博連讀,導師為李圭白院士。博士期間在英國倫敦大學學院(UCL)聯(lián)合培養(yǎng)一年(Simon Li Scholarship),導師為絮凝領域權威John Gregory教授。2010年進入中科院生態(tài)中心曲久輝院士課題組工作,任助理研究員。2012年底獲得歐盟“瑪麗居里國際引進學者”基金資助,2013年開始在英國帝國理工學院從事科研工作(合作導師為環(huán)境工程系時任系主任Nigel Graham教授)。2018年1月回到生態(tài)中心工作。俞文正研究員的研究方向是飲用水中有機物的產(chǎn)生、轉化和去除及其對人體健康的影響,包括污染物去除和水質與慢性疾病相關性。其學術成果以第一或通訊作者已發(fā)表SCI論文近100篇,影響因子>10的論文60余篇,其中1篇Nature Sustainability、1篇Communications Chemistry(Nature數(shù)據(jù)庫)、本領域著名期刊ES&T和Water Research共33篇。

田隆,中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中博士生,已經(jīng)在ES&T,Chemical Engineering Journal,Journal of Membrane Science等期刊發(fā)表膜方面相關論文若干篇。
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