北京林业大学张立秋教授团队代表性SCI论文盘点

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团队成员

张立秋（团队负责人/教授/博导，zhangliqiu@163.com）、封莉（教授/博导，fengli_hit@163.com）、刘永泽（讲师/硕导，liuyongze@bjfu.edu.cn）、杜子文（讲师）及二十余名博士与硕士研究生。

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张立秋教授简介

北京林业大学研究生院常务副院长，环境科学与工程学院教授，入选教育部新世纪优秀人才计划，东京工业大学访问学者。本、硕、博均毕业于哈尔滨工业大学，中国环境学会水环境分会常务理事，污水处理与回用第一届常务委员会委员。作为项目负责人，先后主持国家自然科学基金、国家863、国家水专项等省部级以上研究课题10多项。获国家科技发明二等奖（排名3）、环保部科学技术二等奖（排名4）、黑龙江省技术发明一等奖（排名5）、黑龙江省青年科技奖（排名1）、黑龙江省科技进步三等奖（排名4）等多项科研奖励；北京林业大学教学名师。主编教材与专著6部，获准国家发明专利9项，主持工程项目近30项，发表研究论文近200篇。

科研感悟：行走在科研之路上，每个人都有自己前进的方向与信仰，科研工作者也讲究“担当”，“人有担当方为大，人有本心体悟中，红尘有道千秋在，低头便入此门中”。多年来，研究水与废水深度处理、新型污染物去除与控制、污泥处理处置与资源化等领域，除了对学术的热爱之心，更重要的是对国家环境问题的责任感与使命感，是“士以天下为己任”的家国情怀；是“以已之能力改变世界”的人生格局。科研之路，便是要携一份云淡风轻，感知冷暖，步步生莲，洗尽铅华，丰润了底蕴，沉淀出饱满；守候着一份永恒不变的信仰，探索创新，坚定前行。

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主要研究方向

（1）水与废水深度处理技术；

（2）新型污染物去除与控制技术；

（3）污泥处理处置与资源化技术。

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团队主要承担在研项目

1、国家自然科学基金项目——水中微量药物在氯化消毒与UV/氯化联合消毒过程中的转化机制及其水质生物毒性变化规律研究（2016.01-2019.12），72万元。

2、国家自然科学基金青年科学基金项目——多溴联苯醚在硫酸根自由基高级氧化体系中的降解机制与溴元素转移规律研究（2017.01-2019.12），22万元。

3、北京市自然基金委面上项目——典型药物类污染物在人工湿地系统中迁移转化行为与协同去除机制（2018.01-2020.12），19万元。

4、北京市自然基金委青年项目——地下水中全氟化合物吸附去除及高选择性吸附剂的研究（2018.01-2020.12），10万元。

5、国家水体污染控制与治理科技重大专项——沙河水库水环境质量改善及水生态修复集成技术研究与示范（2018.01-2020.12），450万元。

6、国家水体污染控制与治理科技重大专项——海河北系永定河-洋河段水污染控制与水质改善技术集成与综合示范（2015.01-2017.12），230万元。

7、北京林业大学青年教师科学研究中长期项目——新型污染物的环境行为与控制（2015.01-2020.12），150万元。

8、污泥堆肥林地利用环境生态风险监测与评价、北京城市排水集团（2016.01-2018.12），95万元。

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2017年发表论文

（1）Cai, Meiquan, Sun, Peizhi, Zhang, Liqiu*, Huang, Ching-Hua*. UV/Peracetic Acid for Degradation of Pharmaceuticals and Reactive Species Evaluation, Environment Science & Technology, 2017, 51(24): 14217-14224.(IF=6.198)

中文标题：紫外/过氧乙酸工艺对药物的降解效能和反应活性物种评价

摘要：过氧乙酸（PAA）是一种广泛使用的消毒剂，其与紫外结合（UV/PAA）可作为一种新型高级氧化工艺去除水中药物类污染物。本研究首次利用紫外光(254 nm)照射PAA对药物的降解效果进行研究。PAA表现出很高的量子产率(中性(PAA0)和阴离子(PAA−)在254 nm处的产率分别为1.20和2.09 mol·Einstein-1)，并对羟基自由基有屏蔽作用(k•OH/PAA0 = (9.33±0.3)×108 M-1·s-1; k•OH/PAA- = (9.97±.3)×109 M-1·s-1)。药物在单独PAA中未降解，但在UV/PAA下迅速降解。评价直接光解、羟基自由基和其他自由基对药物降解的贡献，结果显示，在UV/PAA体系中，产生了•OH和有机碳自由基CH3C(=O)O•和/或CH3C(=O)O2•，其中•OH降解卡马西平和布洛芬起主要作用，而CH3C(=O)O•和/或CH3C(=O)O2•对萘普生和2-萘氧基乙酸降解作用也十分明显。研究表明UV/PAA生成的有机碳自由基具有强烈的反应活性，可以氧化某些萘基化合物。本研究内容将有助于进一步研究UV/PAA这一新型高级氧化方式用于水中污染物的降解。

（2）Jia, Xing Hua, Feng, Li, Liu, YongZe, Zhang, LiQiu*, Oxidation of antipyrine by chlorine dioxide: Reaction kinetics and degradation pathway. Chemical Engineering Journal, 2017, 309: 646-654.(IF=6.216，被引2次)

中文标题：二氧化氯氧化安替比林：反应动力学和降解途径

摘要：安替比林(ANT, phenazone)是一种广泛应用于临床的消炎镇痛药，在水生环境中经常被发现。氯消毒被认为是一种有效去除ANT的方法，但氯消毒副产物(DBPs)，如三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)的潜在风险不容忽视。二氧化氯(ClO2)可被用作氯气的有效替代消毒剂来减少THMs和HAAs的形成。本研究以二氧化氯为氧化剂，研究了用二氧化氯作为氧化剂降解ANT的可行性，并对其反应动力学和降解途径进行了研究。实验结果表明，二氧化氯氧化ANT符合二阶动力学，确定其二阶速率常数(kapp)在中性pH下为4.8×10-1 M-1s-1。当pH<9时，高pH可能会加速反应，而强碱性环境(pH>9)可能会明显减缓氧化过程。反应过程中ANT的结果变化通过傅立叶变换红外光谱(FT-IR)进行表征，证实ANT的C=C和C-N键更易受到二氧化氯的亲电性攻击，提出ClO2对ANT的降解途径是基于主要中间产物。ANT首先通过单电子转移(SET)和替代反应转化为ANT-Cl，该中间产物会进一步进行开环和去羰基的氧化反应。

（3）Liu, Yongze*, Yang, Yi, Pang, Suyan, Zhang, Liqiu, Ma, Jun, Luo, Congwei, Guan, Chaoting, Jiang, Jin. Mechanistic insight into suppression of bromate formation by dissolved organic matters in sulfate radical-based advanced oxidation processes, Chemical Engineering Journal,2018, 333: 200-205.(IF=6.216，被引1次)

中文标题：硫酸根自由基高级氧化过程中溶解性有机物对溴酸盐的抑制作用机理

摘要：在基于硫酸根自由基(SO4-·)的高级氧化过程中，溴酸盐的形成日趋受到重视。以前的研究表明，溶解的有机物(DOMs)可以有效抑制溴酸盐的形成，但所涉及的机制尚不清楚。在本研究中，我们发现在草酸(一种DOM模型化合物)存在的情况下，在紫外/过氧硫酸(PDS)中溴酸盐的产生规律表现为双相动力学：1）滞缓阶段，溴酸盐未被检测；2）快速产生阶段，溴酸盐迅速增加。增加草酸浓度导致滞缓阶段持续时间的增加，在快速产生阶段中溴酸盐的生成速率降低。本文还对草酸与紫外线/PDS/Br−体系的各种活性自由基的基元反应进行了动力学模拟，模拟结果表明，草酸对SO4-·的清除作用对抑制溴酸盐形成几乎没有贡献，而草酸对活性溴原子(Br·)的捕获则发挥了重要作用。此外，在草酸与Br·的反应过程中形成的过氧自由基也对溴酸盐抑制起一定作用。同样的，其他DOM模型化合物也被观察到能够抑制溴酸盐的形成，在相同的条件下，它们的作用顺序为l-酪氨酸>苯酚>叔丁醇>甲醇>草酸。这一顺序与它们完全矿化所需的氧化剂的数量是一致的，这表明它们的氧化中间体不断地清除活性自由基以抑制溴酸盐的形成。同时，在动力学过程中，无机溴几乎保持不变。这些研究结果表明，DOM与活性溴反应产生Br-，从而阻止其进一步氧化成溴酸盐。

（4）Cai, MeiQuan, Feng, Li, Zhang,LiQiu.*Transformation of aminopyrine in the presence of free availablechlorine: Kinetics, products, and reaction pathways. Chemosphere, 2017, 171:625-634.(IF=4.208)

中文标题：自由氯存在下的氨基比林的转化：动力学、产物及反应路径研究

摘要：水环境中往往能检测到氨基比林(AMP)，本研究对AMP在自由氯(FAC)氧化下的转化机制进行了研究。结果表明，FAC与AMP反应迅速，当FAC 剂量为14.08 μM 时，1.30 μM浓度下的AMP在2 min后的去除率可达74%。AMP的氯化作用强烈依赖于pH，其反应包括二级和三级动力学过程。研究发现三种活跃FAC形态（一氧化氯（Cl2O）)、分子氯（Cl2）和次氯酸（HOCl））与AMP降解有关，并通过动力学拟合得到了每种FAC形态与中性(AMP)和阳离子(AMP+)反应的速率常数。其中，Cl2O表现出最高的AMP反应活性(kAMP0, Cl2O =(4.33±1.4)×109M-1s-1)，与HOCl相比(kAMP+, HOCl=(5.73± 0.23)×102 M-1s-1, kAMP0, HOCl =(9.68 ±0.96) ×102 M-1s-1)，Cl2在氯存在下表现出较高的反应活性(106-107M-1s-1)。不加氯时，在pH=6.15和14.08μM FAC投加量条件下，Cl2O的贡献率最大(33.3%)，而在整个pH值范围内，HOCl是AMP降解的主要贡献者(> 66.6%)。在含氯水体中，Cl2具有明显的重要性。此外，本研究还识别出11种转化产物，并确定了包括吡唑环破损、羟基化、脱氢和卤化在内的主要转换途径。

（5）Liu, Yongze, Sun, Haowan, Zhang, Liqiu, Feng, Li*, Photodegradation behaviors of 17β-estradiol in differentwater matrixes, Process Safety and Environmental Protection, 2017, 112:335-341. (IF=2.905)

中文标题：不同水基质中17β-雌二醇的光降解行为

摘要：17β-雌二醇(E2)是一种典型的内分泌干扰物，在水生环境中常被检测到，引起了人们对其潜在风险的重点关注。本文利用300W氙气灯，在模拟辐照下，研究了E2在超纯水以及含有HCO3-、NO3-、NO2-和腐殖酸(HA)的水基质中的光降解行为。结果表明，E2光降解在所有情况下均遵循准一级动力学。在超纯水中，E2的光降解速率常数和半衰期分别为0.1304h-1和5.32 h。直接光解、羟基自由基(·OH)以及单线态氧自由基(1O2)对E2去除的贡献率分别为72%、21.2%和6.8%。不同浓度的HCO3-、NO3-、NO2-和HA对E2的光降解行为的影响明显不同。当存在HCO3-(0.16 -2.46 mM )时，随着HCO3-浓度的增加，E2去除率从0.1236下降到0.1144h-1。淬灭实验则表明，当HCO3-存在时，·OH的贡献率由21.2%逐渐降低到10.9%。相比之下，在NO3-(0 -1.29 mM )、NO2- (0 -1.29mM )和HA (0-24 mg/L)存在的条件下，随着他们浓度的增加，E2的去除率显著增加，而淬灭实验则表明·OH的贡献率分别增加到24.8%、29.1%和62.4%。因此可以得出，羟基自由基在E2的间接光降解中起主要作用。

（6）Shi, XueTing, Liu, Yongze., Tang, Yuqing., Feng Li, Zhang Liqiu*. Kinetics and pathways ofBezafibrate degradation in UV/chlorine process,Environmental Science andPollution Research, 2018, 25: 672-682.(IF=2.741)

中文标题：苯扎贝特在紫外/氯处理过程中的动力学和降解途径研究

摘要：紫外/氯作为一种新型的消毒方法，因其能同时去除水中的病原微生物和微量有机污染物而受到广泛关注。本文研究了在紫外/氯处理工艺对一种典型的抗脂药苯扎贝特(BZF)的降解动力学和途径。结果表明，经过20分钟的紫外/氯处理，92.3%的BZF被降解。这表明在UV/氯处理过程中形成的HO•和活性氯(RCS)在降解BZF中起主导作用。在UV/氯过程中，BZF的表观降解速率常数(kobs, BZF)随着氯投量在0.1 ~ 1.0 mM范围内的增加而线性增加，意味着氯与HO•和Cl•的反应生成的ClO•能与BZF迅速反应。稳态动力学模型模拟结果证明这个推论，拟合速率常数kobs, BZF为5.0×108 M-1s-1，kobs, BZF会受Cl-和HA的影响。所有RCS(包括Cl•，Cl2•−和ClO•)的对BZF降解的总贡献率约为80%，远高于HO•的。LC-MS/MS用来鉴定BZF的13种降解产物。最初的降解产物是HO•和RCS在羟基化、氯取代和环化过程中产生的，然后进一步氧化生成了酰基胺和脱甲基化产物。

（7）Lu,Siying, Liu, Yongze, Feng, Li, Sun, Zhongen, Zhang, Liqiu*, Characterization of ferromagnetic sludge-basedactivated carbon and its application in catalytic ozonation of p-chlorobenzoicacid, Environmental Science and Pollution Research, 2017, in press.(IF=2.66，DOI:10.1007/s11356-017-8680-7)

中文标题：铁磁颗粒活性炭的表征及其在对氯苯甲酸催化臭氧氧化中的应用

摘要：为了解决粉状污泥基活性炭(SAC)的分离问题，本文采用共沉淀法制备了一种新型的铁磁颗粒活性炭(FMSACs，铁含量：2.3，4.3，9.5 wt%)，研究了FMSACs的结构和理化性质，及其对对氯苯甲酸(p-CBA)的催化臭氧氧化性能。经测定，FMSACs的饱和磁强度(Ms)范围为0.3674-5.7992emug-1，实验证实这些FMSACs可以很容易地用磁场分离。x射线衍射(XRD)和x射线光电子能谱(XPS)分析表明，磁铁矿和镁铁矿是FMSACs中主要的磁相。与单独臭氧氧化和SAC催化臭氧氧化相比较，2.3wt% - FMSAC在催化臭氧氧化过程中分别将p-CBA的降解率从44%和70%提高到了80%。叔丁醇抑制实验表明，FMSACs催化臭氧化过程遵循羟基自由基反应机制。此外，在6次重复催化臭氧化处理后，2.3wt% - FMSAC在p-CBA的去除过程中仍表现出较高的催化活性。因此，具有磁分离能力和催化性能的新型FMSACs为污泥的利用提供了一条可行的途径。

（8）Wu, Yan,Kang, Yun, Zhang, Liqiu, Qu, Dan, Cheng, Xiang, Feng, Li*. Performance and fouling mechanism of direct contactmembrane distillation (DCMD) treating fermentation wastewater with high organicconcentrations, Journal of Environmental Sciences, 2017, in press. (IF=2.937，DOI:10.1016/j.jes.2017.01.015)

中文标题：直接接触膜蒸馏(DCMD)处理高浓度发酵废水的性能和污染机理研究

摘要：本研究利用直接接触膜蒸馏(DCMD)用于处理高浓度发酵废水，并系统地研究了水通量、出水水质、膜污染等DCMD性能。实验结果表明，经过12小时的DCMD处理后，进水体积浓缩了3.7倍，由于膜污染作用，水通量从最初的8.7 L/m2/hr下降到最终的4.3 L/m2/hr；废水中蛋白质被浓缩了约3.5倍，达到6178 mg/L，适宜再利用。尽管由于废水中挥发性组分转移至出水，导致其COD和TOC不断增加，但废水中95%以上的有机物被截留。GC-MS结果表明，发酵废水含有128种有机物，其中14种有机物占主导地位。在12小时的DCMD处理后，由于膜被润湿，在出水中检测到了除三甲基吡嗪、2-乙酰吡咯、苯乙醇和苯乙酸等挥发性有机物外的非挥发性邻苯二甲酸二丁酯。研究结果还表明，膜内表面形成的沉积物主要由钙、镁、胺、羧酸和芳香族组成，由于大多数沉积物可以用HCl/NaOH化学清洗方法去除，因此膜性质可以恢复。

（9）Sun, Zhongen, Feng, Li, Liu,Yongze*, Lu, Siying, Zhang, Liqiu, Magnetic Sludge-Based Activated Carbon:Preparation, Characterization, and Application for Catalytic Ozonation ofIbuprofen, Science of Advanced Materials,2017, 9: 2066–2072(IF=1.671)

中文标题：磁性污泥基活性炭：制备、表征及其在催化臭氧氧化布洛芬的应用

摘要：本研究利用浸渍法制备了磁污泥基活性炭(MSAC)和一系列以不同比例过渡金属(M=Mn、Cu、Co、Ni)负载的MSACs (Fe与M摩尔比：4、2、1、0.5)， 并对他们的催化臭氧氧化去除布洛芬(IBP)的效果进行了研究。结果表明经过30分钟催化臭氧氧化，MSAC-Mn2 (M=Mn、Fe:Mn= 2)对IBP的去除效率达到86.2%并具有良好的磁回收能力。MSAC-Mn2的表征结果显示，磁负载作用明显增强了MSAC表面性质，碳表面可能还存在铁(III)/铁(II)和锰(III)/锰(II) 氧化还原对。高pH值下带正电的性质和明显的tBA抑制作用表明，催化臭氧氧化遵循羟基自由基(∙OH)反应机理。

（10）Ge,Sijie, Feng, Li, Zhang, Liqiu*, YangYifei, Wang Ziyuan, Ki-Hyun Kim*.Rejection rate and mechanisms of drugs in drinking water by nanofiltrationtechnology, Environment Engineering Research,2017, 22(3): 329-338.

中文标题：纳滤技术对饮用水中药物的去除率和作用机理

摘要：纳滤(NF)技术是一种膜分离过程，作为引用水的高效处理技术已被广泛使用。本研究选取了一种复合聚酰胺NF薄膜，研究了饮用水中常被检测到的14种痕量药物的去除效率和机理。结果表明，大多数药物的去除率都较高，表明NF是提高饮用水质量的有效技术。超纯水中卡马西平、对乙酰氨基酚、雌二醇、安替比林以及异丙基-安替比林的去除率分别为78.8±0.8%，16.4±0.5%，65.4±1.8%，71.1±1.5%和89.8±0.38%。他们的截留率随着他们三维尺寸的增加而增加，表明在这五种药物去除过程中，甾体排斥发挥了重要作用。本文还研究了具有最强疏水性的雌二醇的吸附，表明这种疏水性中性药物的去除中，吸附作用是不可忽略的。超纯水中吲哚美辛、双氯芬酸、萘普生、酮洛芬、布洛芬、氯贝酸、磺胺甲恶唑、阿莫西林、苯扎贝特的去除率分别为81±0.3%，86.3±0.5%，85.7±0.4%，93.3±0.3%，86.6±2.5%，90.6±0.4%，59.7±1.7%，80.3±1.4%和80±1.4%。由于这9种药物在超纯水里带负电，它们的截留率比前述5种药物要好。同时，膜表面也呈负电荷。因此，在去除这些带负电荷的药物时，静电排斥和空间排斥都必不可少。本研究为一种高效的去除饮用水中药物污染物的水处理方法提供了有益的科学支持。

（11）Zhou,Yuan Tian, Yajun, Zhang, Liqiu, Liu, Yongze, Feng, Li.*Application of Novel Biochars from Maize Straw Mixedwith Fermentation Wastewater for Soil Health. Chapter In: Zakaria Z. (eds)Sustainable Technologies for the Management of Agricultural Wastes. AppliedEnvironmental Science and Engineering for a Sustainable Future. Springer, Singapore ,2018.

中文标题：玉米秸秆混合发酵废水制备的新型生物炭在土壤改良中的应用

摘要：近年来，越来越多的研究关注用于土壤改良的新型生物炭的制备。本研究以玉米秸秆为原料，混合不同发酵废水制备了一系列用于土壤改良的新型生物炭(MS)，制备方法包括物理活化、化学活化和共混改性。相比于化学活化，物理活化法在增强原始生物炭表面结构方面更有效，而化学活化法则更能产生特殊官能团，在热解之前将不同种类添加剂混合在一起的混合改性方法通常用于增加营养成分。改性后的生物炭具有表面积大、孔隙体积大、官能团丰富、营养含量高的特点。新型生物炭施用于土壤中可提高土壤肥力，促进植物生长，提高作物产量，施用后土壤有机碳和氮含量显著增加。在土壤中施加5%的新型生物炭最能促进黑麦草生长和增强H2O2酶活性。

（12）杨桐桐, 封莉, 张立秋*. 城市污泥堆肥产品施用对沙荒地土壤理化性质及高羊茅生长的影响. 环境工程学报, 2017, 11(04): 2462-2468.

（13）孙中恩, 卢思颖, 封莉, 张立秋*. 磁性污泥基活性炭催化臭氧氧化去除布洛芬的研究. 环境科学与技术, 2017, 40(05): 102-106.

（14）马秋莹, 李东, 封莉, 王洪杰, 张立秋*. 前置反硝化生物滤池深度脱氮效能与影响因素. 环境工程学报, 2017, 11(09): 4932-4936.

（15）卢思颖, 孙中恩, 封莉, 张立秋*. T-FMSAC制备及其催化臭氧氧化去除p-CBA效能研究. 中国环境科学, 2017, 37(06): 2139-2144.

（16）汪毅, 赵冬霞, 封莉, 程翔, 张立秋*. 活性炭催化臭氧氧化深度处理工艺对酵母发酵废水中有机物的去除特性分析. 环境工程学报, 2017, 11(11): 5820-5827.

（17）马秋莹, 刘旭林, 封莉*, 张立秋. 同步化学除磷对A~2/O工艺除污染效能与活性污泥性能的影响. 环境工程学报, 2017, 11(11): 5848-5855.

（18）李菲, 封莉, 吴言, 张立秋*. 温度响应型PNIPAM/γ-PGA水凝胶正渗透汲取剂的制备及其性能评价. 膜科学与技术, 2017, 37(03): 46-52.

（19）孙昊婉, 张立秋, 封莉*. 光诱导腐殖酸产生自由基对天然水中雌二醇光降解效能的影响. 环境工程学报, 2017, 11(11): 5794-5798.

（20）靳爱洁, 封莉, 张立秋*. 氨基比林在氯化消毒前后对小球藻生长及生理特性的影响. 安全与环境学报, 2017, 17(01): 377-381.

（21）孙凯, 马世沅, 李史智, 张立秋*. 含17β-雌二醇饮用水氯化消毒前后水质生物毒性的变化. 环境工程学报, 2017, 11(11): 5897-5902.

（22）洪苡辰, 刘永泽*, 张立秋, 封莉, 薛力强, 张娜. 臭氧催化氧化深度处理焦化废水效能研究. 给水排水, 2017, 43(12): 53-57.

（23）杜思媛, 刘永泽*, 张立秋. 臭氧氧化法降解聚氯乙烯离心母液废水中3种有机物.化工环保, 2017, 37(6): 638-643.

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团队风采

第十一期：（2018-01-28）

策划、编辑：李德强

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