新污染物是指具有生物毒性、环境持久性、生物累积性等特征的有毒有害化学物质，包括抗生素、内分泌干扰物等，对生态环境或者人体健康存在较大风险。党中央、国务院高度重视新污染物治理工作，习近平总书记在多个重要场合反复强调要重视新污染物防治。地理与环境学院“土地利用与生态治理”科研团队积极贯彻落实习近平生态文明思想和习近平总书记重要指示精神，近期在水体、土壤和尿液新污染物的治理中取得新突破，为环境中顽固新污染物的去除提供了重要思路。
（一）水体中新污染物的去除
双酚S（bisphenol S, BPS）是一种被广泛生产和使用的化工原料，在水环境中被普遍检出。然而，BPS作为一种典型内分泌干扰物，会对人体和水生生态系统造成严重负面影响。因此，迫切需要探索一种高效且环保的方法来去除BPS。近年来，基于过一硫酸盐（peroxymonosulfate, PMS）的技术在处理难降解有机污染物领域引起了广泛关注。太阳光（solar light, SL）是一种清洁且经济的可再生能源，因此利用SL活化PMS已成为研究热点。然而，PMS的摩尔消光系数在太阳辐照度的波长范围内非常低，几乎不能吸收来自SL的光子，阻碍了PMS的激活，所以促进PMS对SL的吸收是关键。
本研究发现在SL/PMS体系中引入碳酸盐（CO32−）后，污染物和PMS的形态可能发生变化，其吸收光谱可能发生红移，这导致了更高的太阳光吸收能力，从而使PMS能被高效活化产生单线态氧自由基（1O2），用于去除各种有机污染物（如BPS、双酚A、对乙酰氨基酚、恩诺沙星等）。同时，探索了SL/CO32−/PMS体系中BPA的降解途径及机理，研究了水中常见组分（如腐殖酸和多种阴离子）对该系统的影响，并评估了该系统在真实水体中的应用能力，表明SL/CO32−/PMS有较大的应用前景及价值。
研究结果以“Solar light promoted degradation of bisphenol S in carbonate/peroxymonosulfate system through accelerating singlet oxygen generation”为题发表在国际著名SCI期刊《Chemical Engineering Journal》上。《Chemical Engineering Journal》是环境领域最有影响力的顶级刊物之一，在中科院分区中为环境/工程技术/化工类1区Top期刊，影响因子16.744。2021级硕士研究生袁玉龙为第一作者，团队聂明华、晏彩霞老师为通讯作者，丁明军、王鹏老师为共同作者。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.139153
（二）土壤中新污染物的去除
PMS可以被过渡金属、紫外、微波等方法活化产生羟基自由基和硫酸根自由基等活性氧，从而高效分解有机污染物。然而，额外的试剂添加或能量输入不仅提高了系统运行成本，还有可能增加潜在的环境风险。同时，实际环境中（如土壤）基质复杂，其中的许多成分（如有机质、碳酸盐等）能够大量消耗羟基自由基和硫酸根自由基，造成体系的效果大打折扣。实际上，PMS本身就是一种氧化剂，且可以通过自分解等方式产生选择性较强的1O2，可能具有更强的抗环境基质干扰能力。因此，如何简易高效地利用PMS自身的特性来处理复杂环境中有机污染物是当前的研究热点。
基于此，本研究通过施用PMS来处理土壤中屡被检出的典型兽用抗生素磺胺噻唑（STZ），探究了PMS修复土壤中STZ的影响因素，结合自由基猝灭/捕获、电子顺次共振波谱，阐明了STZ的转化途径和降解机理。同时，分析了土壤修复前后理化性质、重金属生物有效性的变化，采用萝卜和小麦对修复前后进行了毒性测试，并评估了PMS对我国多种不同类型土壤中STZ处理效能。研究提供了一种简单有效的土壤抗生素修复方法，无需引入复杂的催化剂和能量输入，单独投加PMS即可有效降解土壤中的STZ，拓展了PMS在环境污染修复的应用范围。
研究结果以“Remediation of sulfathiazole contaminated soil by peroxymonosulfate: Performance, mechanism and phytotoxicity”为题发表在国际环境类权威SCI期刊《Science of the Total Environment》上，影响因子10.753。2020级硕士研究生张雅敏为第一作者，团队聂明华、晏彩霞老师为通讯作者，丁明军老师为共同作者。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.154839
（三）尿液中新污染物的去除
人类尿液中含有大量营养物质，如氮、磷等元素，因此通常直接作为肥料施用向自然环境排放。据估计，尽管化学成分复杂的尿液在废水总量中仅仅占比1％，但其含有的药物浓度却是废水的2 3倍。以常用药物对乙酰氨基酚(ACE)为例，进入人体后的ACE仅有5％～15％被吸收，剩余部分随着尿液排出体外，其在尿液中浓度范围大致从3μg /L到4000μg/L。因此需要对尿液中的ACE进行处理，从而降低生态毒性风险，提高尿液回收利用的可行性。然而尿液成分复杂，传统处理技术难以较好地去除尿液中的ACE。
由于尿液中存在多种酶及微生物，存放一段时间后，尿素及柠檬酸盐被分解生成碳酸氢盐及氨，同时pH值由6升至9左右，形成碱性环境，为活化PMS降解ACE创造了条件。因此通过向水解尿液中添加PMS，有望去除其中的ACE。因此，研究团队创新型地发明了一种PMS去除水解尿液中ACE的方法，采用PMS为氧化剂，无需额外添加其他活化物质和能量输入，在室温条件下可以高效氧化降解水解尿液中的ACE。结果表明，ACE的去除效率达到90%以上，且受尿液复杂基质的影响小，具有较强的应用价值。
该项技术已申请发明专利，并被正式授权（专利号：ZL 202110531804.4），团队聂明华、晏彩霞、丁明军老师和研究生林衣婷、张雅敏为共同发明人。
