2022年度辽宁省科技奖励提名项目公示.docx

附件: 2022 年度辽宁省科技奖励提名项目公示 项目名称 砷的环境界面过程及分子机制 提名者 中国科学院沈阳分院 该项目针对水土环境砷污染形成与控制等关键问题，开展了砷的环境界面过程及 分子机制研究，明确了砷在氧化铁矿物表面吸附与转化过程的分子机制，建立了污染 控制方法，推动了砷的界面过程基础理论与污染控制技术的发展，为我国水土环境砷 污染治理提供了科技支撑。 （1）率先发现了砷酸铁表面沉淀是酸性条件下水铁矿吸附 砷的主要形态，消除了长期以来对氧化铁矿物表面砷赋存分子形态的认识误区；（2） 首次报道了水铁矿表面活性位点能够催化氧化三价砷，揭示了矿物表面在三价砷催化 氧化过程中的重要作用；（3）首创了活性炭负载纳米零价铁去除水中砷的新材料， 提名意见 揭示了纳米零价铁腐蚀产生的氧化铁矿物吸附砷的机制，解决了实际应用中纳米铁胶 体易流失的科学技术难题，为饮用水和地下水砷污染控制提供了理论与方法。该项目 获得国家自然科学基金（含 1 项杰出青年科学基金），国家 973 计划前期预研专项， 中国科学院百人计划和重要方向项目等重要项目资助。5 篇代表性论文他引 1085 次。 研究成果受到多位国际知名学者正面评价，对于推动环境砷污染风险削减与修复具有 重要价值。 对照辽宁省自然科学奖授奖条件，提名为辽宁省自然科学奖一等奖。 该项目属于环境科学领域中的环境化学。水土环境砷污染是我国非常突出的环境 问题，严重威胁食品和饮水安全。对砷污染形成过程的认识及建立行之有效的调控方 法可为保护区域水土生态环境、保障食品与饮用水安全、促进经济健康发展提供科学 基础。明确砷在环境中的赋存形态、转化过程及调控原理是认清砷污染形成过程并建 立有效防控技术的关键。为此，该团队围绕砷的微观形态、转化过程与调控原理开展 了长期系统的研究，揭示了砷在铁矿物表面的形态转化过程及分子机制，指导了砷污 染防控技术的建立，推动了砷的矿物-水界面过程基础理论的发展。 （1）水铁矿吸附砷的分子形态与转化 砷在水铁矿表面吸附的分子形态及其转化行为，是决定水土环境中砷的迁移和生 项目简介 物有效性的关键过程。采用 X 射线衍射和红外光谱对水铁矿吸附砷的形态和转化进行 研究，首次发现，pH 是影响砷赋存形态的主要因素，酸性环境中形成砷酸铁表面沉 淀，并在老化过程中转化为臭葱石矿物。这种新形态和转化过程的发现大大提高了对 环境中砷赋存形态和行为的认识，对原位修复土壤和沉积物砷污染，降低其生物有效 性具有重要理论指导意义。 （2）水铁矿表面三价砷的催化氧化 三价砷具有毒性高、迁移性强的特点，其在水相中不易氧化，能够长期稳定存在。 此前对于环境中的水铁矿在三价砷氧化过程中的作用及其机理认识不清。利用同步辐 射等先进手段对水铁矿吸附的三价砷氧化过程研究发现，三价砷可在水铁矿表面氧化 为五价砷，水铁矿表面起到催化剂而非氧化剂的作用，且其活性位点在氧化三价砷后 会失活。由于五价砷毒性和迁移性更低，氧化过程可显著降低砷的危害。研究成果对 于完整理解砷的界面行为及环境砷污染防控具有重要意义。 （3）水中砷吸附新材料 饮用水砷含量新标准（10μg/L）的实施及砷污染地下水的修复给吸附法除砷提出 了巨大挑战。完成人在国际上率先制备了活性炭负载纳米零价铁新材料，克服了传统 纳米铁易扩散、难回收等问题。该材料具有优异的吸附性能以及易再生、成本低等优 点，可有效去除水中的砷。 该成果获得多项国家级项目资助，其中国家自然科学基金杰出青年基金1项、面 上项目3项、973前期预研专项课题1项、中国科学院百人计划项目1项、中国科学院重 要方向项目2项。5篇代表性论文他引1085次，其中WOS数据库993次，CSCD数据库92 次。研究成果受到时任GCA副主编约翰斯·霍普金斯大学 Sverjensky教授、曲久辉院 士等多位国内外著名学者正面评价，认为该项目研究成果为完整地认识砷在矿物表面 的微观赋存形态及界面行为提供了坚实的证据。活性炭负载纳米铁除砷的成果受到 Chemical Review的大篇幅引用。项目完成人多次受邀在学术会议做特邀报告，入选国 家百千万人才工程，获国家有突出贡献中青年专家称号及国务院政府特殊津贴。 主要完成 人（完成单 位） 1. 贾永锋（中国科学院沈阳应用生态研究所） 2. 朱慧杰（中国科学院沈阳应用生态研究所） 3. 赵志西（中国科学院沈阳应用生态研究所） 代表性论文（专著）目录（不超过 5 篇） 序号 1 2 论文（专著） 名称/刊名 /作者 Adsorption of arsenate onto ferrihydrite from aqueous solution: Influence of media (sulfate vs nitrate), added gypsum, and pH alteration/ Environmental Science & Technology/Jia Yongfeng, George P. Demopoulos Observation of surface precipitation of arsenate on ferrihydrite/Environm ental Science & Technology/ Jia Yongfeng，Xu Liying，Zhen Fang， George P. 年卷 页码 （xx 年 xx 卷 xx 页） 2005 年 39 卷 95239527 页 2006 年 40 卷 32483253 页 第一 发表时 通讯作 作者 国内作 间（年月 者（含共 （含 者 日） 同） 共同） 他引 总次 数 检索数 据库 论文 署名 单位 是否 包含 国外 单位 是 是 2005 年 11 月 15 日 George P. 贾永锋 贾永锋 Demopo ulos 92 Web of Scienc e 核心 库，中 国科学 引文库 2006 年 5 月 15 日 贾永锋， George 贾永锋， 183 贾永锋 P. 许丽英 Demopo ulos Web of Scienc e 核心 库，中 国科学 引文库 Demopoulos Infrared spectroscopic and X-ray diffraction characterization of the Web of 2007 nature of adsorbed 贾永锋， Scienc arsenate on 年 71 贾永锋， George e 核心 ferrihydrite/ 2007 年 卷 3 202 贾永锋 许丽英， 是 P. Geochimica et 库，中 1643- 4 月 1 日 Demopo 王新 Cosmochimica Acta/ 1654 国科学 ulos Jia Yongfeng，Xu 页 引文库 Liying，Wang Xin， George P. Demopoulos Adsorption and Web of 2011 heterogeneous Scienc 赵志西， 年 45 oxidation of As(III) 2011 年 e 核心 贾永锋， 贾永锋， on ferrihydrite/ Water 卷 4 101 10 月 5 赵志西 否 库，中 赵杉林 许丽英， Research /Zhao Zhixi， 6496- 日 6504 国科学 赵杉林 Jia Yongfeng，Xu 页 引文库 Liying，Zhao Shanlin Removal of arsenic from water by 2009 Web of supported nano 年 Scienc 朱慧杰， zero-valent iron on 2009 年 172 e 核心 贾永锋， activated carbon/ 5 507 卷 8 月 15 贾永锋 朱慧杰 否 库，中 吴星， Journal of Hazardous 1591- 日 国科学 王赫 Materials/Zhu Huijie， 1596 引文库 Jia Yongfeng，Wu 页 Xing，Wang He 承诺：①本项目所列知识产权符合提名要求且无争议。②已明确告之上述论文（专著）所有作者：所列 论文（专著）用于提名 2022 年辽宁省自然科学奖，项目如获奖后，所列论文（专著）不得再次参评省 部级科技奖，如未获奖，所列论文（专著）再次参评须间隔一年。③未列入项目主要完成人的第一作者、 通讯作者（含共同第一作者、共同通讯作者）已出具知情同意书面签字意见，与其他作者的有关知情证 明材料均存档备查。④如因上述事项引发争议，将积极配合调查处理并承担相应责任。