近日，溫州大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院孫達(dá)副研究員團(tuán)隊(duì)在環(huán)境治理領(lǐng)域取得系列進(jìn)展，兩項(xiàng)研究成果分別聚焦有害藻華控制與新型污染物降解，均發(fā)表于環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)權(quán)威期刊《Journal of Hazardous Materials》（中科院1區(qū)，IF=12.2），為相關(guān)環(huán)境問(wèn)題提供了創(chuàng)新解決方案。

成果一：真菌降解6PPD-醌的機(jī)理與安全性驗(yàn)證

6PPD-q作為橡膠制品氧化降解的副產(chǎn)物，因其廣泛的環(huán)境分布與生態(tài)毒性（如導(dǎo)致鮭魚(yú)急性死亡），已被列為新型污染物。目前，新型三維金屬骨架納米骨架和紫外光活化高碘酸鹽在去除6PPD-q方面做出了重要貢獻(xiàn)。在光活性高碘酸鹽反應(yīng)中，IO₃-被確定為IO₄-活化后裂解高毒性醌結(jié)構(gòu)的主要活性物質(zhì)。本研究試圖通過(guò)黃孢原毛平革菌來(lái)揭示真菌對(duì)6PPD-q的降解和解毒機(jī)制。這可能為未來(lái)的工程應(yīng)用提供參數(shù)化見(jiàn)解，并可能作為后處理策略參與6PPD-q的聯(lián)合去除（圖1）：

1、高效降解：7天內(nèi)去除率達(dá)99.06%，通過(guò)菌絲吸附與酶催化（木質(zhì)素過(guò)氧化物酶、細(xì)胞色素P450等）實(shí)現(xiàn)醌結(jié)構(gòu)分解；

2、安全評(píng)估：斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)表明降解產(chǎn)物無(wú)發(fā)育毒性與臟器損傷，驗(yàn)證了技術(shù)的生物安全性；

3、機(jī)制解析：揭示了靜電吸附、酶促氧化與代謝循環(huán)協(xié)同作用的多功能降解路徑。

4、技術(shù)意義：為水體中6PPD-醌的治理提供了微生物修復(fù)新策略，未來(lái)可與現(xiàn)有材料技術(shù)結(jié)合探索工程化應(yīng)用。

圖1 6PPD-q的檢測(cè)與去除

此外，社會(huì)發(fā)展伴隨著新的污染物的出現(xiàn)，未來(lái)需要有針對(duì)性的治理。根據(jù)這些污染物的特點(diǎn)，需要優(yōu)化黃孢原毛平革菌體系，包括提高菌絲電位、特異性誘導(dǎo)酶活性和應(yīng)用固定化載體。此外，還應(yīng)考慮在自然水體中評(píng)價(jià)黃孢原毛平革菌系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。微生物固定化技術(shù)和生物反應(yīng)器的應(yīng)用可能是將黃孢原毛平革菌從實(shí)驗(yàn)室水平推向?qū)嶋H應(yīng)用的良好輔助手段。

成果二：電化學(xué)技術(shù)抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)的機(jī)制研究

研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了基于鉑鈦陽(yáng)極與活性炭纖維/納米零價(jià)鐵/泡沫鎳陰極（ACF/nZVI/Ni）的電化學(xué)體系，通過(guò)非均相電芬頓反應(yīng)高效生成羥基自由基（·OH）高效滅活銅綠微囊藻（Microcystis aeruginosa）等常見(jiàn)有害藻類(lèi)。實(shí)驗(yàn)表明，電化學(xué)處理通過(guò)三重機(jī)制實(shí)現(xiàn)控藻（圖2）：

1、自由基氧化攻擊：·OH誘發(fā)藻細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化，丙二醛（MDA）含量激增265%，膜完整性喪失；

2、光合系統(tǒng)癱瘓：光合基因（psaB、psbD1）表達(dá)量降低50%-60%，最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）下降96.7%，光合電子傳遞鏈崩潰；

3、代謝“斷鏈”效應(yīng)：三羧酸循環(huán)（TCA）關(guān)鍵代謝物（檸檬酸、蘋(píng)果酸）含量顯著下降，ATP合成量銳減78.8%，細(xì)胞陷入“能量危機(jī)”。

圖2 電化學(xué)控藻機(jī)制

與傳統(tǒng)化學(xué)殺藻劑相比，電化學(xué)技術(shù)無(wú)需投加外源藥劑，通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控電流密度和電極材料，即可定向破壞藻細(xì)胞代謝網(wǎng)絡(luò)。這項(xiàng)工作從分子及代謝層面解析了“綠色控藻”的可行性，未來(lái)可應(yīng)用于飲用水源預(yù)處理、景觀(guān)水體維護(hù)甚至海洋赤潮應(yīng)急治理。該技術(shù)陰極材料nZVI負(fù)載于活性炭纖維，穩(wěn)定性強(qiáng)且鐵離子溶出量低，避免了二次污染風(fēng)險(xiǎn)。目前團(tuán)隊(duì)正推進(jìn)中試裝置研發(fā)，目標(biāo)實(shí)現(xiàn)湖泊與河流的規(guī)?；卦鍛?yīng)用。

這項(xiàng)研究不僅為環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域增添了重要的理論拼圖，更為全球藻類(lèi)污染治理提供了可規(guī)模化的技術(shù)范式。隨著后續(xù)中試推進(jìn)，電化學(xué)控藻技術(shù)有望成為“綠水青山”生態(tài)保衛(wèi)戰(zhàn)中的創(chuàng)新利器。

兩項(xiàng)研究均由溫州大學(xué)生環(huán)學(xué)院孫達(dá)副研究員作為最后通訊作者牽頭開(kāi)展，聯(lián)合重慶大學(xué)、香港大學(xué)、香港城市大學(xué)、國(guó)科溫州研究院、溫州醫(yī)科大學(xué)、重慶科技大學(xué)等機(jī)構(gòu)合作完成，體現(xiàn)了學(xué)科交叉與產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的創(chuàng)新模式。團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于環(huán)境污染物控制技術(shù)研發(fā)，已形成微生物資源開(kāi)發(fā)與利用特色方向。

【原文鏈接】

成果一：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.138634

成果二：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.138318