曲久辉

曲久辉,195710月生。1982年毕业于吉林大学化学系,1988年和1992年在哈尔滨建筑大学分别获得工学硕士及工学博士学位,1994年在哈尔滨工业大学完成博士后研究,1994年至今在中国科学院科学院生态环境研究中心工作。现任该中心主任,学位委员会常务副主任,研究员,博士生导师。兼任国际水协会(IWA)常务理事,国家环境咨询委员会委员,国家自然科学基金委员会工程与材料学部咨询专家委员会成员。是国家杰出青年科学基金获得者,国家创新研究群体科学基金“环境微界面过程与污染控制”学术带头人,“973”项目“京津渤区域复合污染过程、生态毒理效应与控制修复原理”首席科学家。2009年当选中国工程院院士。

曲久辉长期从事水体污染控制及饮用水质安全保障的基础科学研究和应用技术开发,所取得的成果主要包括以下几个方面。

一、提出水源水质改善及强化常规水处理新原理,建立饮用水二次污染控制新工艺

针对中国饮用水源微污染问题,提出了生态型水源构建的新思路,解决了在一个反应体系中实现物化吸附、生物降解和植物吸收协同作用的关键科学和技术问题,创建了水源水质梯级净化新工艺和水源污染控制的系统方法,主持设计了我国第一个大型生态型水源的工程实施方案。针对不同原水水质及其变化特征,深入研究污染物与颗粒物、氧化剂、凝聚剂和吸附剂之间的多介质多界面交互作用过程,发现水中共存物质间存在结构、形态的匹配作用关系,揭示了原水中溶解性有机物特征官能团与活性氧化物种间的反应规律及副产物生成机制;在此基础上,开发出以复合过渡金属氧化物为基体的系列催化氧化、高效吸附和复合凝聚等新型净水材料和方法,发明均相和非均相催化氧化、光/电化学协同在线产生活性氧化物种、氯预氧化及消毒过程优化调控等关键技术;开辟了溶解性有机物与氧化/凝聚剂形态匹配、有毒有害副产物控制的新技术途径;建立了基于物质形态变化和利用的强化常规水处理新工艺原理,形成饮用水安全风险末端控制的应用技术系统,提出水质二次污染控制的系统方案;技术成果获得广泛应用。

二、提出水中三价砷和五价砷及砷、氟同步去除新原理,发明砷、氟污染净化新方法

世界上很多贫困和缺水地区饮用水砷氟污染严重,给当地居民的身体健康造成直接伤害。但现有的除砷方法无法将水中的三价砷和五价砷同时去除,成为本领域的国际性技术难题及应用瓶颈。对此,曲久辉研究发现在氧化锰和羟基铁等复合金属氧化物界面,水中三价砷被迅速转化为五价砷并不断产生新的活性吸附位点,可实现利用同一吸附剂同时快速去除两种形态砷。基于此发现,提出了两种形态砷一步法去除的新原理,研制出高效廉价的复合除砷吸附剂,解决了依据砷形态调控组分配比、吸附剂原位再生、活性位点在线组装等关键技术,建立了饮用水中三价砷和五价砷一步去除新工艺,解决了工程运行中两种形态砷无法同步去除的国际性难题。在饮用水一步法除砷技术的基础上,发明了在线制备和利用新生态复合氧化物同时除氟、除砷新技术,获得成功应用。进一步解决了复杂水环境中三价砷转化、共存污染物影响及凝聚沉降、吸附解吸等工程应用难题,主持创建河流、湖库等水体砷污染治理的技术系统,成功应用于高浓度砷污染水体治理工程,开创了高含砷河流污染治理的多个工程化先例。

三、提出感应电化学净水新原理,创建电化学水处理应用技术系统

电化学方法作为一种清洁的水处理技术,具有广泛的应用前景,但其高能耗、高成本成为应用瓶颈。曲久辉研究发现,以电极为核心的反应过程不仅能直接获得物质的形态转化效果,而且可以通过电极与介质的非均相互感效应在线产生和利用活性物种,进而实现污染物的高效去除。在此基础上,提出了复极感应电化学净水原理,研制出以复合金属氧化物为主体的形稳催化电极,解决了现行相关电化学方法电流效率低、净水效果差、反应器结构不合理等关键技术问题。发明富含活性氯和Al13的复合净水剂电化学制备方法,创建工业化生产工艺,主持建成国内外第一条年产1000吨高含Al13净水剂示范生产线;开发出基于物质形态转化和利用的复极感应电凝聚-电氧化、催化电芬顿、交互电氧化-电还原、电化学-生物、电磁感应等系列净水新技术和反应器,主持建立可快速处理饮用水以及生活污水、含油废水和垃圾渗滤液等电化学组合工艺,形成了独具特色的移动式和固定式两个系列的感应电化学净水装备和技术系统,在饮用水净化和废水处理与回用中获得成功应用。本方面的系统研究成果也为多个环保企业实施电化学水处理工程提供了理论和技术支持,带动了我国电化学应用水处理技术的发展和提升,产生了广泛的技术影响。

曲久辉历年共获国家科技进步奖二等奖2项,省部级科学技术奖6项;以第一发明人获授权发明专利23项;在国内外核心学术期刊发表论文300余篇,以第一作者出版专著3本;培养研究生40余名。

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