近日，我院生态环境保护研究所水环境治理/水产养殖废水综合处理团队围绕“可见光驱动银系材料对有害蓝藻及藻毒素的协同控制”开展系统研究，相关研究成果发表在水环境领域国际顶级学术期刊Water Research（Nature Index, 一区TOP, IF=12.86）和环境工程领域国际学术期刊Journal of Environmental Chemical Engineering（IF=7.5）上。系列研究工作为富营养化水体、饮用水源地及水产养殖水体的藻害精准防控提供了新的技术思路和评价工具。

研究进展一：前驱体工程调控Ag₃PO₄光催化材料，实现银系可见光催化材料性能与作用机制协同优化

亮点1：前驱体工程实现Ag₃PO₄晶体结构精准调控

通过改变含铵前驱体，成功调控Ag₃PO₄的成核和晶体生长。硫酸铵前驱体可促进形成更加均一、低缺陷的立方Ag₃PO₄；DFT结果表明，SO₄²⁻主要通过选择性吸附（100）晶面调控晶体生长，而非传统的硫掺杂机制。

前驱体调控Ag₃PO₄成核与立方晶体形成的示意图和DFT计算结果

亮点2：实现蓝藻、藻毒素及有机污染物协同控制

优化后的Ag₃PO₄在可见光下表现出更高的污染控制能力，对蓝藻及典型有机污染物的降解性能最高提升3.1倍，对拟柱孢藻毒素（CYN）的去除效果提升20.8%。

Ag₃PO₄对蓝藻及藻毒素的去除效果

亮点3：揭示目标物依赖型双模式光催化机制

研究发现，复杂蓝藻细胞主要由单线态氧（¹O₂）驱动氧化失活，而苯酚等小分子芳香污染物则主要由光生空穴（h⁺）直接氧化。该结果说明，光催化反应路径取决于目标物的结构和界面行为，为面向污染对象的活性物种定向调控提供了理论依据。

光催化反应路径

研究进展二：构建多终点藻类处理评价体系，揭示“藻类表观去除”与“水环境风险解除”的时间错位

亮点1：揭示不同藻类对同一光催化处理存在明显异步响应

铜绿微囊藻、拟柱孢藻、小球藻和梅尼小环藻在叶绿素（Chl-a）下降、氧化应激、抗氧化响应和膜损伤等方面表现出不同的时间轨迹，说明单一Chl-a指标难以全面反映不同藻类的实际处理状态。

四类淡水藻藻细胞的异步响应

亮点2：建立GDI/SSI多维综合评价方法

研究将光合作用、氧化/抗氧化响应及膜损伤等指标进行模块化整合，构建广义扰动指数（GDI）和物种敏感性指数（SSI）。结果表明，早期Chl-a下降速度与累计生理扰动程度并不完全一致，为藻类处理效果评价提供了更加系统的过程诊断方法。

四类淡水藻的GDI动态变化及 SSI 累计敏感性比较

亮点3：探讨藻细胞表观失活与藻毒素风险解除非同步性

研究发现，Chl-a接近完全消失后，胞外MC-LR和CYN仍可能持续存在，其中铜绿微囊藻的MC-LR衰减明显滞后于色素消失。该结果表明，藻类处理终点不能只依据“除藻效果”，还需要同步关注胞外藻毒素的后续风险。

Chl-a衰减与MC-LR/CYN胞内外浓度变化不同步

上述系列研究立足于有害藻华这一典型复杂水环境问题，探索了光催化技术从传统污染物去除工具向精准水处理与生态安全调控技术演进的新路径。其总体意义在于推动水处理研究由以去除效率为核心的结果导向型范式，向兼顾污染对象差异、处理过程演变、生态响应和残余风险的全过程研究范式转变。该系列研究为光催化技术从实验室性能竞争走向复杂实际水体中的安全、高效和可控应用提供了理论基础，为富营养化水体及水产养殖水环境中的精准藻相控制提供了新的技术和评价思路。

我院生态环境保护研究所张旭副研究员为上述两篇论文的第一作者，周丽研究员为通讯作者。同济大学张亚雷教授、周雪飞教授、邓慧萍教授等参与了上述研究工作。上述研究得到国家自然科学基金面上项目（42377055）、上海市农委农业科技创新人才培育（春蕾）项目（T2024332）和上海市农业科学院卓越团队（沪农科卓〔2022〕023）等项目资助。