科技日报记者 赵汉斌
抗生素、全氟化合物、环境内分泌干扰物等具有毒性、持久性和累积性的新污染物，广泛存在于水环境中，虽浓度低却危害生态平衡与人体健康。其结构复杂，传统工艺难降解，成为环境治理痛点。
如何克服这一痛点？记者从昆明理工大学环境科学与工程学院获悉，该院潘学军教授团队近期在新污染物光催化高级氧化处理方向上取得新进展，团队围绕钼酸铋催化材料的晶相调控与构效关系，构建了高效可见光驱动的钼酸铋及高碘酸盐体系，实现了典型抗生素污染物的高效降解。相关成果发表于国际期刊《应用催化B：环境与能源》。
有效分解污染物
“新污染物容易通过食物链累积，治理刻不容缓，急需高效绿色技术来破解这一难题，守护生态与健康安全。”潘学军说。
此前，潘学军团队长期深耕新污染物治理与高级氧化技术研发。针对这一难题，团队从材料“晶相—结构—性能”入手开展系统研究。针对新污染物难以被传统工艺彻底去除的特点，团队设计了以钼酸铋为主体的可见光响应催化材料，并与高碘酸盐协同构建光驱动高级氧化体系，通过精细调控材料晶体结构和表面电子结构，显著提升了该体系对目标污染物的吸附与降解能力。
在最新研究中，团队合成并对比四种典型钼酸铋晶相，揭示其在高碘酸盐活化中的差异，其中，二铋六氧化二钼能够对典型抗生素氧氟沙星实现超快速降解，且能在多种天然水体、共存离子及连续流条件下保持高稳定性。据此团队构建了高效可见光驱动的钼酸铋及高碘酸盐体系。
实验数据显示，高效可见光驱动的钼酸铋及高碘酸盐体系，对水中典型抗生素类新污染物的去除率可达95%以上，且能有效分解污染物，避免二次污染。与传统处理技术相比，该体系还具有反应条件温和、能耗低、使用寿命长等优势，便于在现有水处理设施中进行改造应用。
应用前景广阔
“从高效可见光驱动的钼酸铋及高碘酸盐体系的核心作用机制来看，这一体系对全氟化合物、环境内分泌干扰物等新污染物同样具有治理潜力。”潘学军介绍，由于具有强氧化活性物种的广谱作用，在可见光驱动下，高碘酸盐被激活的同时，能生成包括羟基、碘酰和超氧等自由基，以及光生空穴、单线态氧等非自由基物种。这些活性物种氧化能力强，且作用机制多样。
对全氟化合物而言，最难降解的核心是其碳—氟键键能极高，常规氧化手段很难实现断裂。而潘学军团队研发的相关体系，有望逐步攻击削弱全氟化合物的碳—氟键稳定性，最终将其矿化为氟离子和二氧化碳。
对环境内分泌干扰物而言，该体系可以使污染物失去生物活性并进一步分解为小分子产物，从而有效降低环境风险。
“新污染物治理是打赢污染防治攻坚战、保障生态环境安全的重要内容。”团队成员、昆明理工大学副教授吴晓勇说。目前，该团队正围绕环境功能催化材料与其他处理工艺的耦合应用，进一步开展放大试验与工艺优化研究，探索其在城镇污水提标、工业废水深度处理及再生水新污染物控制中的应用潜力，推动新污染物治理关键技术的自主创新和成果转化。
潘学军说，后续团队将结合区域水环境特点与工程需求，持续推进新污染物筛查、迁移转化规律及治理技术的系统研究，为构建精准、高效、绿色的水环境治理体系贡献力量。
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