发布时间:2024-12-31
主要完成单位
中国地质科学院水文地质环境地质研究所
主要完成人
曹文庚，郭华明，谢先军，郑焰，李祥志，王妍妍，任宇，宋乐，谢小江，段艳华
成果简介
地下水砷氟识别-预警-修复关键技术
大尺度地质高背景地下水砷、氟分布的成因机制、现场快速调查、风险智能预警及原位修复一直是国际热点和研究难题，是地下水科学管理的关键环节。研究团队针对以上难点，围绕“区域地下水供水安全保障”的重大战略需求，立足华北平原，经过多年攻关，取得了一系列理论创新和技术突破，形成了流域尺度地下水砷、氟“识别-机制-预警-修复”全链条解决方案：一是研发了分钟级现场砷、氟快速检测技术和装备，突破了现有技术操作复杂、易受干扰、响应时间长等瓶颈，大幅提升区域地下水质量调查和现场检测能力；二是提出了流域尺度高砷、高氟地下水宏观沉积过程的控制机制，解答了大尺度地下水砷、氟分布的成因；三是建立了基于数值-数据双驱动的流域尺度地下水砷、氟风险预警技术体系，有效降低了大尺度高维因素和小样本的影响，提升了模型精度和泛化能力；四是研发绿色-低碳-经济-长效的砷、氟原位修复技术，克服了传统修复技术存在的成本高、稳定性差、易受含水层条件影响等难题。累计发表论文150余篇，授权发明专利20项，荣获省部级一等奖2项，形成的系列自主产权成果得到政府、企业的推广和应用，支撑区域地下水供水安全保障，服务"健康中国"国家战略。
图1 地下水砷、氟现场快速检测技术模式图;（A.三通道便携式电池供电比色计; B.含有氟离子选择纳米光探针的氟化物传感水凝胶及添加不同氟离子浓度样品后捕获的水凝胶模式图）（Tuo et al., Journal of Environmental Sciences, 2024; Wang et al., ACS Sensors, 2023）
图2 地下水砷、氟分布控制因素贡献图（Cao et al., Water Research，2024）
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