| 我院黨巖教授課題組在《Water Research》上發(fā)表研究成果 |
| 時(shí)間：2021-12-21 |
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我院黨巖教授課題組完成生物電化學(xué)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)低耗能的高效原位沼氣升級的論文“High efficiency in-situ biogas upgrading in a bioelectrochemical system with low energy input”發(fā)表在環(huán)境類Top期刊《Water research》（影響因子：11.236）上，第一作者為環(huán)境學(xué)院博士生劉傳奇，指導(dǎo)教師為黨巖教授和孫德智教授，北京林業(yè)大學(xué)為第一完成單位。 厭氧消化產(chǎn)生的沼氣是一種重要的生物能源，但是沼氣中含有的CO2（30-50%）影響了其利用價(jià)值，需要進(jìn)行升級提純。對環(huán)境友好的生物電化學(xué)法具有轉(zhuǎn)化率低、耗電高等缺點(diǎn)，尋找一種低能耗、高效率的微生物電化學(xué)沼氣升級方法具有較大意義。黨巖教授課題組利用電活性產(chǎn)甲烷菌可以直接接受陰極電子還原CO2產(chǎn)CH4這一優(yōu)勢，構(gòu)建了一套低能耗、高效率的原位沼氣升級系統(tǒng)。基于此系統(tǒng)，課題組在外加陰極電勢-0.5V的條件下獲得CH4純度高達(dá)97%以上的沼氣，生物陰極表面電活性產(chǎn)甲烷菌Methanothrix的相對豐度高達(dá)92.7%。通過群落分析和反轉(zhuǎn)錄實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qRT-PCR）進(jìn)一步證實(shí)了產(chǎn)甲烷菌通過直接接受來自陰極的電子進(jìn)行CO2還原，并采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）模型預(yù)測了升級過程中的CH4產(chǎn)量。本研究為生物電化學(xué)沼氣升級技術(shù)的設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用提供了參考和思路。
本研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（No. 51708031）的資助。 文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117055 北京林業(yè)大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院于2007年4月正式成立。學(xué)院現(xiàn)有環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程、給排水科學(xué)與工程3個(gè)本科專業(yè)，具有環(huán)境科學(xué)與工程一級學(xué)科碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)和資源與環(huán)境專業(yè)碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)，以及生態(tài)環(huán)境工程二級學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)。2011年，環(huán)境科學(xué)本科專業(yè)獲批國家級特色專業(yè)；2014年，環(huán)境工程本科專業(yè)通過工程教育認(rèn)證；2016年，環(huán)境科學(xué)與工程一級學(xué)科在國家學(xué)科評估中，評估結(jié)果為B-，在全國155所參評高校中排名第47位；2017年，環(huán)境/生態(tài)學(xué)類學(xué)科進(jìn)入“基本科學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫”（ESI）學(xué)科排名全球前1%；2019年，環(huán)境工程本科專業(yè)獲批國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。 學(xué)院已形成一支知識結(jié)構(gòu)、學(xué)緣結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)合理的高學(xué)歷師資隊(duì)伍。40名教師全部具有博士學(xué)位，均來自于國內(nèi)外知名高校和中科院，其中教授20人，副教授11人，講師9人，1人獲得國務(wù)院特殊津貼，2人獲得“國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金”，6人入選“教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”，2人獲得環(huán)保部青年拔尖人才榮譽(yù)稱號，1人獲得北京市青年優(yōu)秀人才榮譽(yù)稱號，6人獲得北京科技新星榮譽(yù)稱號。目前在校本科生458人，碩士研究生254人，博士研究生61人。 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院面向國家重大戰(zhàn)略，致力于解決復(fù)雜生態(tài)環(huán)境問題的科學(xué)研究和高素質(zhì)專業(yè)人才的培養(yǎng)，已形成具有鮮明特色和優(yōu)勢的4個(gè)學(xué)科方向：（1）水污染控制與生態(tài)修復(fù)。重點(diǎn)研究流域與城鎮(zhèn)面源污染控制，污染水體生態(tài)修復(fù)與景觀構(gòu)建，城鎮(zhèn)污水再生處理及風(fēng)險(xiǎn)評估，有毒難降解有機(jī)廢水處理技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用；（2）環(huán)境功能材料研發(fā)與應(yīng)用。重點(diǎn)研究用于飲用水和污水中重金屬，有機(jī)污染物和工業(yè)廢氣NOx、VOCs強(qiáng)化去除及CO2高效捕獲的新型吸附劑、催化劑和膜材料及其工程化應(yīng)用；（3）固體廢物處置與資源化利用。重點(diǎn)研究市政污泥高效脫水，厭氧消化，甲烷生產(chǎn)與升級，堆肥及林地應(yīng)用與土地改良，農(nóng)林廢棄物資源化；（4）新興污染物環(huán)境行為與控制。重點(diǎn)研究新興污染物的高通量高分辨識別方法，多介質(zhì)環(huán)境化學(xué)行為與風(fēng)險(xiǎn)評估及高效吸附、分離、催化降解的環(huán)境功能材料與污染消除技術(shù)。面向國家需求，學(xué)院教師積極參與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的科學(xué)研究工作。2016-2020年承擔(dān)國家自然科學(xué)基金、國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)等國家級、省部級等各類項(xiàng)目169項(xiàng)，到賬科研經(jīng)費(fèi)8529萬，獲準(zhǔn)國家發(fā)明專利授權(quán)53項(xiàng)，發(fā)表SCI論文431篇，出版全英文專著3部。截至目前，我院教師主持項(xiàng)目共獲得國家級獎(jiǎng)項(xiàng)2項(xiàng)，省部級獎(jiǎng)項(xiàng)13項(xiàng)，學(xué)會(huì)/協(xié)會(huì)獎(jiǎng)8項(xiàng)。 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院擁有高水平研究平臺。2009年學(xué)院獲批籌建北京市教委 “污染水體源控與生態(tài)修復(fù)”工程研究中心（北京市首批），2011年獲批北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“水體污染源控制技術(shù)”掛牌建設(shè)（學(xué)校首批），經(jīng)“211”工程、“985”工程優(yōu)勢學(xué)科創(chuàng)新平臺等的建設(shè)，學(xué)院科研和教學(xué)平臺得到了極大的完善和改進(jìn)。目前，學(xué)院擁有實(shí)驗(yàn)室面積3000多m2，固定資產(chǎn)總值約6000余萬元，儀器設(shè)備2059臺， 10萬元以上的儀器設(shè)備41臺（套），40萬元以上精密儀器設(shè)備10臺（套），100萬元以上精密儀器設(shè)備2臺，為學(xué)院的科學(xué)研究和人才培養(yǎng)創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境。 學(xué)院廣泛開展國際合作與交流，已與美國、英國、加拿大、德國、法國、澳大利亞、日本、韓國等國家在學(xué)術(shù)交流、專家互訪、合作研究等方面建立了長期緊密的合作關(guān)系，積極組織本單位師生開展科研活動(dòng)和學(xué)術(shù)交流，年均邀請境內(nèi)外專家來校交流講座10余人次，年均組織20余人次師生出國參加各類國際會(huì)議，并發(fā)表口頭報(bào)告。同時(shí)，與國內(nèi)外20余所高等院校和科研機(jī)構(gòu)建立了密切的合作關(guān)系，兩項(xiàng)科研成果分別轉(zhuǎn)讓到澳大利亞和泰國，與以色列和法國開展了兩項(xiàng)國際合作項(xiàng)目，在學(xué)生聯(lián)合培養(yǎng)、科研合作、教師互訪、引進(jìn)海外智力、國際學(xué)術(shù)交流等方面均取得長足的進(jìn)步。
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