近日，广发网生命与环境科学学院孙达副研究员团队在环境治理领域取得系列进展，两项研究成果分别聚焦有害藻华控制与新型污染物降解，均发表于环境科学与生态学权威期刊《Journal of Hazardous Materials》（中科院1区，IF=12.2），为相关环境问题提供了创新解决方案。

成果一：真菌降解6PPD-醌的机理与安全性验证

6PPD-q作为橡胶制品氧化降解的副产物，因其广泛的环境分布与生态毒性（如导致鲑鱼急性死亡），已被列为新型污染物。目前，新型三维金属骨架纳米骨架和紫外光活化高碘酸盐在去除6PPD-q方面做出了重要贡献。在光活性高碘酸盐反应中，IO₃-被确定为IO₄-活化后裂解高毒性醌结构的主要活性物质。本研究试图通过黄孢原毛平革菌来揭示真菌对6PPD-q的降解和解毒机制。这可能为未来的工程应用提供参数化见解，并可能作为后处理策略参与6PPD-q的联合去除（图1）：

1、高效降解：7天内去除率达99.06%，通过菌丝吸附与酶催化（木质素过氧化物酶、细胞色素P450等）实现醌结构分解；

2、安全评估：斑马鱼实验表明降解产物无发育毒性与脏器损伤，验证了技术的生物安全性；

3、机制解析：揭示了静电吸附、酶促氧化与代谢循环协同作用的多功能降解路径。

4、技术意义：为水体中6PPD-醌的治理提供了微生物修复新策略，未来可与现有材料技术结合探索工程化应用。

图1 6PPD-q的检测与去除

此外，社会发展伴随着新的污染物的出现，未来需要有针对性的治理。根据这些污染物的特点，需要优化黄孢原毛平革菌体系，包括提高菌丝电位、特异性诱导酶活性和应用固定化载体。此外，还应考虑在自然水体中评价黄孢原毛平革菌系统的评价。微生物固定化技术和生物反应器的应用可能是将黄孢原毛平革菌从实验室水平推向实际应用的良好辅助手段。

成果二：电化学技术抑制藻类生长的机制研究

研究团队构建了基于铂钛阳极与活性炭纤维/纳米零价铁/泡沫镍阴极（ACF/nZVI/Ni）的电化学体系，通过非均相电芬顿反应高效生成羟基自由基（·OH）高效灭活铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）等常见有害藻类。实验表明，电化学处理通过三重机制实现控藻（图2）：

1、自由基氧化攻击：·OH诱发藻细胞膜脂质过氧化，丙二醛（MDA）含量激增265%，膜完整性丧失；

2、光合系统瘫痪：光合基因（psaB、psbD1）表达量降低50%-60%，最大光化学效率（Fv/Fm）下降96.7%，光合电子传递链崩溃；

3、代谢“断链”效应：三羧酸循环（TCA）关键代谢物（柠檬酸、苹果酸）含量显著下降，ATP合成量锐减78.8%，细胞陷入“能量危机”。

图2 电化学控藻机制

与传统化学杀藻剂相比，电化学技术无需投加外源药剂，通过精准调控电流密度和电极材料，即可定向破坏藻细胞代谢网络。这项工作从分子及代谢层面解析了“绿色控藻”的可行性，未来可应用于饮用水源预处理、景观水体维护甚至海洋赤潮应急治理。该技术阴极材料nZVI负载于活性炭纤维，稳定性强且铁离子溶出量低，避免了二次污染风险。目前团队正推进中试装置研发，目标实现湖泊与河流的规模化控藻应用。

这项研究不仅为环境科学领域增添了重要的理论拼图，更为全球藻类污染治理提供了可规模化的技术范式。随着后续中试推进，电化学控藻技术有望成为“绿水青山”生态保卫战中的创新利器。

两项研究均由广发网生环学院孙达副研究员作为最后通讯作者牵头开展，联合重庆大学、香港大学、香港城市大学、国科温州研究院、温州医科大学、重庆科技大学等机构合作完成，体现了学科交叉与产学研协同的创新模式。团队长期致力于环境污染物控制技术研发，已形成微生物资源开发与利用特色方向。

【原文链接】

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

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