前沿干货！【国仪顺磁学院】EPR与环境污染物检测研讨会成功举办

绿水青山，就是金山银山

深入打好污染防治攻坚战，实现“双碳”目标，离不开关键技术的创新应用。电子顺磁共振波谱技术是唯一能够直接检测和研究含有未成对电子顺磁性物质的一种波谱学技术，在水处理、环境持久性自由基检测、光催化等环境领域有着重要的应用。

2月23日，由国仪量子（合肥）技术有限公司、中国科学技术大学、中国科学院自主研制科学仪器应用示范中心联合举办的【国仪顺磁学院】正式启动，首期交流会围绕“EPR与环境污染物检测”主题。

研讨会在线上线下同步举行，邀请了中国科大、清华大学、北京大学、中国科学院、重庆大学、四川大学、大连理工大学、青岛科技大学等单位的专家学者，分享交流EPR技术的最新研究成果。

会议开始前，华南理工大学蒋尚达教授、中国科学院大学李剑峰教授、中国科学院大连化学物理研究所叶生发研究员为【国仪顺磁学院】发来了视频祝福。

研讨会由国仪量子传感事业部技术总监石致富博士主持。

中国科大物理系教授苏吉虎致会议开幕词，他简要回顾了中国电子顺磁共振波谱技术的历史，展望了学科发展的光明前景。

中国科学院自主研制科学仪器应用示范中心副主任王鹏飞分享了示范中心在推动国产量子精密测量仪器发展中的成果。

作为国仪量子电子顺磁共振波谱仪的用户，清华大学化学系高工杨海军博士对国产电子顺磁共振波谱仪的发展给予了肯定。

大咖齐聚，前沿分享

大连理工大学化工学院赵建章教授在会上介绍了“EPR与新型三重态光敏剂研究”。

三重态光敏剂一般是指具有强可见光吸收、高效系间窜越的化合物，其被光激发后，能有效产生长寿命的三重态。此类化合物用途广泛，比如光催化、光动力治疗、三重态湮灭上转换等等。系间窜越的电子自旋选择性、即三重态的Tx,Ty, Tz分能级的选择性布居，是系间窜越的重要性质之一。此外，三重态的零场分裂参数，是三重态的重要光物理参数。

中国科学院生态环境研究中心刘国瑞研究员分享了“环境持久性自由基生成机理与污染特征及EPR技术应用”。

环境持久性自由基（EPFRs）是相对于寿命短、活性强的瞬时自由基而言的一类新污染物。EPFRs在环境中相对稳定，其寿命远比羟基自由基长，在大气细颗粒物等环境介质中普遍存在，对人体健康构成潜在危害，但EPFRs对人体健康风险的机制认识仍不充分，有待深入研究。EPFRs的产生源复杂多样，且EPFRs可在环境中发生转化，在特定条件下可诱导产生ROS，对环境转化具有很强的诱发作用，同时也导致健康风险。电子顺磁共振（EPR）是EPFRs生成和转化机理研究的关键的技术手段。

北京大学环境科学与工程学院的陈龙博士介绍了“EPR对水处理高级氧化自由基的精准识别”。

水处理高级氧化过程中自由基的精准识别是探究自由基生成与演化机制、自由基与污染物氧化还原反应机理的前提。常用的自由基淬灭实验不能直接证明AOPs中自由基的产生和演化，复杂的链式反应和干扰反应也使淬灭实验存在诸多弊端。EPR是一种基于谱图特征识别自由基的检测技术，然而EPR测试条件的精准控制和谱图的复杂性又给自由基的识别带来了难度，导致对自由基信号的准确识别存在诸多误区。通过EPR对四种典型的UV-AOPs均相体系中自由基的鉴定进行了全面研究，包括UV/过氧化氢、UV/过二硫酸盐（和单过硫酸盐）、UV/过氧乙酸（PAA）和UV/高碘酸盐体系，系统总结了UV-AOPs体系中自由基的属性，以及EPR图谱中DMPO自由基加成物的关键特征。

青岛科技大学副教授孙琼分享了“EPR对光催化过程中自由基产生的追踪与比较”的工作进展。

光催化拥有室温深度反应和直接利用太阳能驱动的独特性能，是一种理想的洁净能源生产与环境污染治理技术。光照激发后，光催化剂可产生多种活性自由基，进而与不同反应物发生氧化或还原反应，在整个过程中发挥着关键作用。因而，追踪和表征这些自由基的种类和浓度对于反应机理的探究意义重大。与一些传统的常规自由基鉴定技术（如淬灭剂法）相比，电子顺磁共振（EPR）技术在检测光催化过程中自由基的种类及产率方面有诸多优势，原位检测技术使得结果更加直观可信，对于不同自由基的定性/定量测试都有更好的选择性，是研究人员在光催化热力学及动力学原理研究工作中的得力助手。

四川大学建筑与环境学院特聘研究员黄荣夫作“EPR技术在水污染控制高级氧化技术研究中的应用”报告。

介绍了电催化氧化技术用于降解医疗废水中抗生素类污染物的效能和机理研究，并介绍了电子顺磁共振谱（EPR）技术用于自由基分析在高级氧化技术研究中的主要应用。本项目构建电化学催化活化过硫酸盐体系处理抗生素类污染物，并评估其降解效能。通过自由基淬灭实验、化学探针实验、EPR等方法对体系中各种自由基和非自由基活性物质的氧化机理进行探讨，进一步探究体系的协同作用降解机制以及实际废水基体的影响。再通过以高分辨质谱为主的多种手段来研究降解副产物的生成和路径。项目的实施和成果能够为开发高效、可靠、经济的电化学催化氧化技术深度处理抗生素类污染物提供技术依据和理论指导，具有极其重要的科学意义和应用价值。

重庆大学张桐博士分享了“利用EPR揭示儿茶素驱动铁循环活化过碳酸盐降解土壤中石油烃的机制研究”。

石油烃是土壤中常见的有机污染物，利用过氧化氢或过硫酸盐高级氧化法去除土壤中的石油烃需要消耗大量亚铁并引起土壤酸化。本研究利用儿茶素-铁络合物活化过碳酸盐去除土壤中的石油烃，石油烃去除率可达88%，减少了亚铁的消耗量，避免了土壤酸化。利用EPR确认了·OH和·CO₃-是主要的活性物种，分别去除了41%和37%的石油烃。儿茶素被证明具有络合和还原铁的作用，可驱动Fe(III)/Fe(II)氧化还原循环将·OH的产生时间从120 s延长至1800 s，使石油烃逐步被降解为酸、酯直至矿化。通过燕麦种子的培养试验发现，石油烃的降解产物毒性比石油烃显著性降低。本研究为利用过碳酸盐进行有机污染物的去除提供了基础。

国仪量子高级应用工程师赵新星，为参会嘉宾介绍了国仪量子EPR产品及定量EPR技术；

应用工程师何于凤进行了环境修复中典型光催化的实验演示。

最后，苏吉虎教授针对EPR谱图进行了解析答疑。

相聚七月，EPR高级研讨班

【国仪顺磁学院】由国仪量子（合肥）技术有限公司、中国科学技术大学、中国科学院自主研制科学仪器应用示范中心联合举办，旨在汇聚优质学术资源，打造理实交融、内容丰富的创新交流平台，为增进国内电子顺磁共振领域的学术交流，培养专业后备人才，引领我国多学科交叉的磁共振波谱学持续发展贡献力量。

今年，【国仪顺磁学院】还将前往多地高校，举行“EPR校园飞行班”；并于7月举行“EPR高级研讨班”，为相关领域从业者带来深度学习体验。