一丘之貉！甘心被它们所支配？

一、背景

世界范围内水的数量和质量是一项全球性挑战。水对我们的日常生活和工业至关重要。在所有生产活动中使用水会影响水质。混入水中的污染物与生产工艺类型有关，并且有许多努力将其在废水中的含量降至最低。天然水体与这些生产活动产生的污染物的相互作用会对与这些水相互作用的人的环境和健康造成损害。

随着印染、纺织工业的快速发展，含有染料和重金属离子的复杂印染废水对环境的污染日益严重。据报道，全球每年产生的印染废水超过7 × 105吨。染料和重金属离子高度溶于水溶液，具有毒性、不可降解、生物蓄积性和环境持久性，对人类和水生生物的威胁更为严重，因此处理复杂的印染废水具有极大的挑战性。各种技术已被用于废水净化中，由于其低能耗，易于操作和低二次污染，吸附被认为是最有效，最方便的方法之一。许多种类的吸附剂已被用于处理废水中的单一染料或重金属离子。

除此之外，水稻土作为农业面源污染的主要来源之一，其农药-重金属复合污染已引起广泛关注。与旱作农田相比，农药和重金属易被水稻土释放并进入流动覆盖水体，造成严重的农业面源污染。因此，控制水稻土中农药和重金属的复合污染是减少农业面源污染的关键。大多数农药和重金属复合污染土壤为酸性土壤，这增加了土壤中Pb的移动性和生物有效性。施用土壤修复剂被认为是治理农药和重金属复合污染的有效方法。

本文从水污染现状出发，整理了最常见的水体污染物，如染料、农药、重金属、有机物等，针对不同的情况确定措施和办法，努力提高人类的生活质量。

二、文献分析

1、废弃芦苇制备多功能三维多级孔生物基气凝胶及其对染料和重金属离子的协同吸附

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138934

作者团队使用纤维素（CE，从废芦苇中提取）和壳聚糖（CS）合成了一种多功能生物质基气凝胶（CE/CSA），它表现出丰富的三维（3D）分层多孔结构，密度低0.062 g/cm3。 CE/CSA-1对刚果红（CR）和Cu2+在水中共存时的最大吸附量分别为380.23 mg/g和260.41 mg/g，较单一体系分别增加49.05%和28.64%。结果表明，预加载的 CR 可以提供新的吸附位点 (-NH2/-SO3 - ) 以桥接溶液中的游离 Cu2+。同样，预吸附的Cu2+对游离CR具有相同的相互桥接作用，从而实现了CR和Cu2+对CE/CSA-1的协同作用。此外，CR的固定床柱吸附实验表明CE/CSA-1的吸附量达到241.00 mg/g，突破曲线由Thomas和Yoon-Nelson模型拟合。因此，作者所制备的基于废芦苇的生物质基气凝胶可以被认为是一种很有前途的吸附剂，用于处理含有染料和重金属离子的印染废水。

2、生物炭/g-C3N4光响应土壤修复剂高效防治稻田农药和重金属复合污染

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.139579

作者团队成功合成了碱改性生物炭（BCNaOH）/石墨氮化碳（g-C3N4）光响应土壤修复剂，用于控制稻田农药和重金属化合物污染。与g-C3N4相比，BCNaOH / g-C3N4的光电流密度提高了2.72倍，表现出很强的光催化活性。在模拟的复合污染物溶液中，可见光照射下BCNaOH / g-C3N4同时降解阿特拉津（ATZ）和吸附铅的效率分别达到94.70 %和47.75 %。在稻田中，表层水和稻田土壤中的 ATZ 和 Pb 浓度都得到了很好的控制。表层水中的 ATZ 和 Pb 分别达到 0 mg/L 和 0.24 μg/L，水稻土中分别下降了 60.21 % 和 65.49 %。优异的ATZ降解性能是由于通过π-π堆积结构构建了完整的光生电子转移通路。同时，优异的 Pb 去除性能是由于 BCNaOH 的强吸附能力。作者的研究结果为稻田提供了一种具有良好农药和重金属联合污染防治性能的高性价比光响应土壤修复剂。

3、大介孔海藻酸钙-剥离粘土复合海绵去除水中重金属

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.139261

在这项工作中，作者团队描述了一种简便且低成本的方法，通过皂苷辅助发泡和外部凝胶技术制备含有剥离膨润土（表示为 CRAB）的多孔海藻酸钙复合海绵，以有效去除水溶液中的 Cu2+ 和 Cr6+ 离子，以及真实世界的水样。通过将皂甙插入膨润土的层间距并随后渗透藻酸盐链来实现复合基质内剥离有机粘土的形成。形态和质地表征表明，所得的 CRAB 海绵主要在其内部表现出中孔和大孔。 XRD结果也验证了海藻酸钙-有机粘土剥离复合材料的形成。在不同的环境条件下（包括温度、pH、离子强度和背景电解质）评估了 CRAB 海绵从水溶液中去除Cu2+ 和 Cr6+离子的性能。结果表明，Cu2+ 和 Cr6+ 的吸收能力随着温度的升高而增加，表明吸附过程具有吸热性质。CRAB海绵的可重复使用性测试表明，吸附剂的吸附能力在三个连续的吸附-解吸循环中保持良好。总之，这些结果表明作者团队合成的低成本和可持续的 CRAB 海绵在修复Cu2+ 和 Cr6+污染的水方面具有巨大潜力。

4、新型吡啶基和苯胺官能化氨基甲酰基羧酸通过混凝-絮凝法去除水中金属离子

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138396

作者带领团队合成了一个新的苯胺和吡啶基官能化氨基甲酰羧酸库，对其进行物理化学分析和评估，作为同时去除环境感兴趣的阳离子的配体。建立了这些功能化配体的结构特征对同时去除金属离子（Cr3+、Pb2+、Cd2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+ 和 Ca2+）性能的影响。从 zeta 电位（102 到 104 M-1）和 UV-vis（103 到 107 M-1）计算的金属离子-配体缔合常数表明这些配体对金属离子具有很强的亲和力。用于去除阳离子的微型罐测试表明，这些新的官能化氨基甲酰基羧酸 L1-L12 显示出 100% Cr3+、73% Pb2+、42% Zn2+、50% Ni2+、42% Cd2+、39% Cu2+ 和 30%  Ca2+ 的平均去除效率，对于废水处理行业具有很大的应用潜力。

5、一种同时去除废水中重金属和有机物的电容去离子和电氧化混合系统

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.139071

实际废水中共存的有机污染物通过引起电极污染和劣化问题极大地抑制了其实际应用。在此，作者带领团队开发了一种在单个设备中结合电容去离子和电氧化 (CDI-EO) 过程的新型系统，用于同时去除重金属和有机物。该混合系统由碳涂层石墨纸作为去除重金属的阴极，以及作为有机物降解阳极的 RuO2-IrO2 保护的钛板组成。对合成和实际纺织废水进行处理，以探索净化机制并评估系统稳定性。当合成废水中单独存在铜 (Cu2+) 或酸性橙 7 (AO7) 时，CDI-EO 电池在 5 mA/cm2 的施加电流密度下分别实现了 83% 和 91% 的去除效率。当 Cu2+ 和 AO7 混合时，它们的去除率仍然分别保持在 80% 和 89%，几乎没有相互干扰。通过阴极电吸附和电沉积去除Cu2+离子。通过将电极极性在 3 V 下反转 30 分钟，超过 71% 的沉积铜被重新溶解以恢复电位，同时阴极再生。活性氯物质被确定为阳极产生的用于 AO7 降解的主要氧化剂，并确定了可能的降解途径。循环测试表明，CDI-EO 系统表现出良好的稳定性和可靠的污染物去除能力。在处理从工业园区收集的实际纺织废水时，它的表现同样出色。 CDI-EO系统处理纺织废水的能耗为4.66 kWh/m3废水，远低于其他高级氧化工艺。