香港科技大学环境工程专业博士学位，现任湖南大学教授，环境科学系主任，环境生物与控制教育部重点实验室副主任，国家优秀青年科学基金获得者（2021），入选湖南省“湖湘青年英才”。主要研究方向是土壤/地下水污染原位修复、环境纳米技术、纳米材料-微生物协同环境修复研究等。主持/参与10余项国家/省部级科研项目；已在环境领域国际权威期刊发表论文100余篇；申请/授权12项国家发明专利；荣获2019年度教育部高等学校科学研究优秀成果奖自然科学奖二等奖，2021年度中国有色金属科技成果奖二等奖；入选全球前2%顶尖科学家榜单（2020、2021、2022）和全球顶尖前10万科学家榜单（2021、2022）。担任《能源环境保护》青年编委，《Chinese Chemical Letters》（中国化学快报）青年编委，《Water》期刊编委，国际水协会IWA-YWP委员。

      新污染物是一类浓度相对较低但毒性很高的污染物，可以在生物体内富集，并通过食物链转移到人体，对环境生态和人体健康都构成很大威胁。此外，新污染物在环境中的危害具有潜在性、隐蔽性和持久性，因此选择适当的方法对新污染物进行风险管控具有重要的现实意义。在我国推行“双碳行动”的大背景下，人们对生物炭吸附去除新污染物产生了广泛的研究兴趣。然而，需要注意的是，原始生物炭在许多应用中存在局限性，例如吸附能力弱、选择性差、化学稳定性较低等。因此，有必要对生物炭进行改性，以提高其在水污染处理中的应用。目前，生物炭改性方法中，化学改性是最为广泛应用的一种方法。本文介绍了三种常见的化学改性方法，包括酸改性、碱改性以及金属盐/氧化物改性，并阐述它们提高生物炭物理化学性能的机制。此外，还分析了化学改性生物炭介导新污染物去除的增效机制，主要涉及吸附和高级氧化过程。总结了近五年来化学改性生物炭对药品及个人护理产品(PPCPs)、内分泌干扰物(EDCs)、全氟化合物(PFCs)和微塑料(MPs)等典型新污染物去除方面的研究进展。最后，本文提出了化学改性生物炭介导新污染物去除的未来探索方向，旨在为水中新污染物的绿色高效去除提供参考。

      新污染物是指经常存在于环境中，对生态环境和人体健康存在较大风险，但尚未纳入管理或现有管理措施不足的一系列天然或人工合成的有毒有害物质。目前，受到国内外广泛关注的典型新污染物主要包括药品和个人护理产品(PPCPs)、内分泌干扰物(EDCs)、全氟化合物(PFCs)和微塑料(MPs)等，这些污染物通常因其部分或不完全生物降解性而对生态环境和人体健康产生负面影响。例如，EDCs通过仿造、抑制和改变激素损害人体内分泌系统，此外还可通过动物饮食积累严重破坏食物链，从而影响生态系统平衡。党中央、国务院高度重视新污染物风险管控和污染治理，习近平总书记多次就新污染物治理作出重要指示。2018年5月，习近平总书记在全国生态环境保护大会上提出，对新污染物治理开展专项研究和前瞻研究。2022年5月，国务院办公厅印发《关于新污染物治理行动方案的通知》，明确了我国新污染物治理的总体思路。2023年3月，我国开始施行《重点管控新污染物清单（2023年版）》，加大了对新污染物的管控力度。由于新污染物的危害具有潜在性、隐蔽性和持久性等特性，我国一再出台相关政策来控制管理其环境风险。因此，寻找绿色清洁的去除技术来实现新污染物的高效去除迫在眉睫。

      2020年9月，习近平总书记在第七十五届联合国大会上提出“双碳目标”，即“中国的二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和”。“双碳目标”的实现依赖于可再生能源的大规模发展，而生物质是最重要的可再生能源之一，其构成以农业废弃物、畜禽粪便和林业废弃物为主。推进绿色环保且储量丰富的生物质材料资源化利用是实现“双碳目标”的重要技术途径。生物炭是生物质废弃物资源化最重要的产物之一，其富含表面官能团，且具有高孔隙率、高比表面积、高吸附性能、物理化学性质可调节等特性，广泛应用于水中新污染物的去除。然而，原始生物炭在许多应用中存在一定的局限性，如吸附能力较弱、选择性差、化学稳定性较低等，因此可通过一系列方法对原始生物炭进行改性。生物炭改性最常见的方法有物理法、生物法和化学法，其中化学法最为常用，在新污染物去除中得到了广泛的应用。

      针对化学改性生物炭介导新污染物去除的研究进展，本文首先介绍了酸改性、碱改性以及金属盐/氧化物改性等三种最为常用的生物炭化学改性方法及其增强生物炭物理化学性能的机制。此外，还分析了化学改性生物炭在吸附和高级氧化过程中介导新污染物去除的增效机制。随后总结了近五年来化学改性生物炭对PPCPs、EDCs、PFCs和MPs等典型新污染物去除的研究进展。最后，本文还提出了化学改性生物炭介导新污染物去除的未来发展方向，以期为水中新污染物的绿色高效去除提供参考。

图1 化学改性改善生物炭物理化学性质

图2 化学改性生物炭吸附新污染物机制

图3 化学改性生物炭通过高级氧化介导新污染物去除的机制

编辑｜邵方嫄

审核｜金丽丽