城市水系统发展历程分析与趋势展望

城市水系统作为水的自然循环和社会循环在城市尺度耦合的重要载体,对其进行优化重构是统筹水资源、水环境、水生态治理的核心抓手,是全面提升水资源利用效率、保障国家水生态安全、促进经济高质量发展的关键举措。面向新时代国家生态文明建设的总体方针和核心需求,通过历史视角梳理了城市水系统的发展历程,分析和总结各历史时期城市水系统迭代发展的背景、取得的成就和存在的不足,并探讨未来我国城市水系统创新发展的若干关键任务和要点,为深入实施国家节水行动方案、推进水资源节约集约利用提供科学建议,以满足增进人类福祉和保障水生态安全的重大需求。

城市污水收集与处理系统碳排放监测评估技术研究进展

城市污水收集处理在保障公共卫生与健康等方面发挥着重要作用。近期有研究指出,城市排水系统和污水处理厂在运行过程中会直接或间接地产生温室气体排放。如何精准地监测评估城市排水系统与污水处理厂的碳排放水平,从而科学地提出污水治理碳减排路径与碳中和模式,是城市水污染控制协同实现“碳达峰、碳中和”目标的关键突破口,也是当前环境领域的科技前沿和重点。结合文献调研和前期研究基础,以城市排水系统和污水处理厂为主要对象,总结当前温室气体排放监测与量化评估的研究现状,并探讨影响碳排放监测评估技术发展的关键瓶颈问题,提出碳减排路径构建的科学思路,为研发新一代城市污水收集与处理系统碳排放监测评估技术提供建议路线。

污水再生与增值利用的碳排放研究进展

资源紧缺与气候变化已成为制约人类繁荣发展的巨大挑战。如何对污水资源进行再生利用是循环经济发展的重要议题之一,也是污水治理低碳转型的潜在路径。以再生水、能源、微生物蛋白和鸟粪石等污水资源化产品为研究对象,分析总结了不同污水资源化技术与工艺的生命周期碳排放研究现状。分析指出,污水再生与增值利用具有可观的减碳效益,但应结合利用场景在系统水平开展量化评估。此外,数据来源、系统边界和功能单位等是碳排放评估的关键影响因素。未来,揭示污水再生与增值利用全生命周期过程的碳减排效益,提出污水资源化利用的零(负)碳技术路径,发展污水治理协同资源化的低碳模式,也应是亟待解决的科技难题。

污水处理厂再生水回用于农田灌溉的影响与效果

我国水资源严重短缺,污水处理厂再生水回用有望缓解用水压力,其中城市绿地和农业灌溉是再生水回用的重要途径。我国作为农业大国,将再生水农业回用有助于确保粮食安全,但由于再生水可能存在微量有毒有害污染物、病原微生物等风险源,应当关注再生水农业回用的安全性。主要讨论了再生水灌溉对土壤物理化学性质、土壤微生物、作物产量、土壤新型污染物含量变化的影响,发现使用再生水灌溉农田时,需要把握灌溉次数和水量,以免产生土壤孔隙率过小、土壤板结等负面影响。再生水灌溉可能会改变土壤pH值和土壤肥力,需要结合再生水水质和土壤类型制定合理的灌溉策略,同时需要特别关注重金属Pb、Cd和Cr的含量变化,进行定期检测和污染评价。再生水灌溉对微生物活性具有促进作用,可提高细菌群落的多样性。适当灌溉再生水可提高作物产量,但是存在灌溉临界点,需要防止灌溉过量对作物产量产生抑制作用。长期灌溉再生水会导致土壤和作物内新型污染物的积累,宜根据其削减特征提出再生水回用于农田灌溉的适用技术和途径。

可见光促进三级胺α位C(sp^3)-H键的胺化反应研究

报道了可见光催化氧化还原循环促进三级胺α位C(sp^3)-H键的胺化反应.该反应使用简单、易得的N-苯甲酰氧基邻苯二甲酰亚胺为氨基自由基前体,利用廉价、可再生的可见光作为绿色能源,首次实现了一系列N,N-二甲基苯胺衍生物的α位C(sp^3)-H键的直接胺化.该方法涉及双自由基交叉偶联机理,具有条件温和、收率与官能团兼容性良好以及底物适用范围广的特点,为三级胺类化合物的官能团修饰提供了一种简单、安全、便利的新途径.