船载光臭氧化处理含油废水：效率与微生物轨迹的整合研究揭示环境适应机制

本研究创新性地将光臭氧化系统（UVO3及PS强化的UVO3PS）与海洋微宇宙模型结合，证实其可快速降解船舶含油废水（＞90%矿物化率），并揭示处理后排放对微生物群落演替的促进作用，为海洋污染治理提供环境安全与成本效益双优的解决方案。

　　

Highlight

处理系统与海洋微宇宙的开发

基于1升圆柱形玻璃柱构建实验室规模光臭氧化系统，顶部中心配置紫外灯（波长254 nm，强度4400 μW·cm^?2），底部设置臭氧气泡扩散器（微孔尺寸500 μm）。分别采用轻质和重质原油（理化性质见附表S1）制备两类含油废水模型。

光臭氧化对真实海洋含油废水中烃类的高效去除

我们首先验证了UVO₃和UVO₃PS对真实轻质与重质海洋含油废水中烃类的去除效能。结果显示，向1升海水中添加1 mL轻质与重质原油可产生不同浓度的含油废水：轻质约384 ppm，重质约209 ppm（图2a、b）。轻质原油数值较高反映其富含易萃取检测的饱和烃与芳香烃。

结论

本研究整合光臭氧化与过硫酸盐活化系统（UVO₃PS）及海洋微宇宙，全面探究了处理效能与排放废水对微生物群落的响应。UVO₃和UVO₃PS均能实现烃类快速降解，60分钟内最高可去除＞99%光谱可检测烃类及＞90%总有机碳（TOC）。处理后的废水排放至海水环境中可富集多样烃类降解菌，并激发微生物自然衰减轨迹。

环境意义

大量海洋含油废水正以前所未有的规模进入海洋环境并带来灾难性影响。寻求快速有效的船载光臭氧化处理法可避免高昂的岸线运输成本。本研究通过耦合光臭氧化系统与海洋微宇宙，揭示了UVO₃与UVO₃PS的处理效率及处理后废水对微生物轨迹的影响。两种方法均可快速去除正构烷烃与芳香烃，且UVO₃PS通过激活多重自由基路径进一步提升能效。