金属钒因其具有较好的硬度、延展性、耐腐蚀性等优良性能，被广泛应用于钢铁、有色、化工、能源、光学、电子、环保、医药、原子能等国民经济的诸多重要领域。我国是世界上最大的钒储量国与钒消费国，拥有约950万吨钒储量，占全球储量的39.3%，2022年钒产量约7万吨，占全球总产量的70%。
但是随着钒矿开采，石油等含钒燃料燃烧以及含钒废水的排放，钒及其化合物可能会释放到大气、水体和土壤中，导致环境中人为五价钒污染增加。钒化合物进入空气中，会对呼吸道产生显著危害，渗入到地下水等天然水体中会对生活饮用水安全产生巨大威胁，严重的情况甚至将诱发人群产生心血管疾病、肾炎、支气管炎和肺炎等健康问题。党和国家近年来对于钒污染问题高度重视，2022年多部门联合推出《生活饮用水卫生标准》，首次规定钒在生活饮用水中的水质参考指标。
长久以来，钒治理领域一直都存在着巨大的技术空缺，如何有效处理钒污染是一个国际性的难题。微生物修复因其较好的经济和环境效益在治理污染方面具有广泛的发展前景，因此找到合适的具备钒还原功能的微生物是修复的关键。国家优秀青年科学基金获得者、中国地质大学(北京)水资源与环境学院张宝刚教授及其团队围绕“钒的生物地球化学与高效修复”研究方向，开展了系统性深入的研究工作，取得了一系列与钒治理相关的成果，在国际处于领先水平，团队在地球科学、环境科学领域Environmental Science & Technology、Geochimicaet Cosmochimica Acta 等国际顶级期刊上发表了多篇相关研究论文。
课题组探索出的物化-生物耦合钒治理技术利用具备钒还原功能的自异养微生物氧化还原耦合功效，能够有效将毒性较强的可溶性五价钒还原为毒性较小的四价钒沉淀，大大提高了治理效率，缩短了治理周期，降低除钒成本，同时能够有效减少治理过程中可能造成的二次污染等问题，为钒治理工艺取得了突破性进展。此外，此项治理技术还可以吸收大气中的二氧化碳，是减碳的水质净化方式，符合绿色低碳可持续修复的发展方向。目前，此课题已得到国家自然科学基金与国家重点研发计划等的支持，获得了授权发明专利11项，并且入选了水利部成熟适用水利科技成果推广清单。
张宝刚教授带领课题组学生王钟晗等人将此项成果落地，2023年10月在四川攀枝花与湖北咸宁等地开展试点工程，累积处理土方量六万立方米，累积净化水体超过七百万立方米，生态环境效益显著。目前，此项技术已经投入到新一轮的试点之中，并与多家企业签订了合作意向协议书。王钟晗表示，未来他们还将不断对技术迭代创新，持续占领金属污染治理的科研高地，引领钒治理全产业链的绿色发展。（张宝刚 王钟晗 赖信）
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