6月26日上午,环境学院主办的环境大讲堂第40期学术讲座在雁塔校区西阶201教室举行。本次活动特邀瑞士联邦水科学与技术研究所(Eawag)饮用水化学部主任Urs von Gunten教授作题为“Oxidation processes for micropollutant abatement:An Eldorado for environmental chemists”的专题学术报告,相关专业师生150余人参加。报告会由学院副院长文刚教授主持。

von Gunten教授是全球高级氧化水处理领域的权威学者,在臭氧/羟基自由基氧化机理、微污染物转化产物鉴定及消毒副产物控制等方面有深厚学术积累。报告从水循环系统切入,指出氧化工艺贯穿饮用水消毒、市政污水深度处理、工业废水净化及再生水回用的全链条。在此基础上,主讲人揭示了一个水处理领域的核心悖论:水中天然溶解性有机物(如腐殖质)浓度通常在mg/L量级,而残留药物、农药等目标微污染物仅为μg/L乃至ng/L量级——浓度相差上千倍。因此,投加的臭氧等氧化剂超过99%被本底有机物"截获",真正作用于微污染物的不足1%。von Gunten教授指出,正是这部分本底物质反应生成的溴酸盐、亚硝胺类等氧化副产物,构成了饮用水安全的主要风险来源,而非微污染物本身的转化产物。

在转化产物溯源方面,报告详细介绍了基于竞争动力学的反应速率表征方法,以及利用高分辨质谱非靶向分析追踪微污染物"变形"全过程的研究策略。von Gunten教授以氟甲喹(抗生素)和雌二醇(内分泌干扰物)为例,展示了从母体化合物经臭氧氧化生成数十种中间产物的完整路径,并证实多数激素类化合物经分子结构微调后即丧失生物活性——为"氧化即解毒"提供了有力证据。报告还重点讨论了溴离子氧化生成溴酸盐的复杂链式机制,以及约1.5%含氮物质侧反应生成NDMA等强致癌副产物的风险路径,并建议在臭氧处理前充分实施硝化预处理以从源头削减风险。

von Gunten教授还分享了瑞士全国污水厂臭氧深度处理升级改造的工程实践,以及草莓种植农药经地下水转化生成NDMA导致水厂关停的真实案例,深刻警示了当前化学品管理中水处理过程风险评估的缺位,呼吁工业界在产品研发阶段即纳入"水处理能否安全转化"的评估维度。
随后,与会师生就消毒副产物控制、催化臭氧技术及氧化工艺能效优化等问题与主讲人展开了深入交流。文刚在总结发言中表示,von Gunten教授的报告从反应动力学到转化产物鉴定、从生物毒性评估到工程副产物管控,系统呈现了氧化工艺去除微污染物的完整研究范式,兼具理论深度与现实关切,为学院在水处理氧化技术领域的研究提供了重要启发。他代表学院对von Gunten教授的精彩报告表示感谢,期待未来双方开展更深入的学术合作,共同推动水处理氧化技术的创新与发展。
主讲人简介:
Urs von Gunten,瑞士联邦水科学与技术研究所(Eawag)饮用水化学部主任,洛桑联邦理工学院(EPFL)全职教授,全球高级氧化水处理领域顶尖学者。
主要研究方向涵盖:多种氧化剂用于饮用水与污水的消毒及深度处理、微污染物降解动力学与反应机理、转化产物毒性评估、氧化过程表征,以及消毒副产物的反应动力学与机理。先后荣获2023年美国化学学会环境科学与技术杰出成就奖、美国化学学会环境科学与技术创新进步奖。
截至2026年1月,累计发表学术论文306篇,其中69篇发表于Environmental Science and Technology、108篇发表于Water Research。SCI引用超45,000次,h指数102;谷歌学术引用超67,350次,h指数121。