随着人类活动导致的富营养化和气候变化加剧，有害蓝藻水华已成为全球性的水环境危机，特别是在洱海等生态敏感的高原湖泊流域，此类生态灾害对区域水质安全构成了严峻挑战。其中，蓝藻水华优势种铜绿微囊藻不仅能快速增殖，还会合成具有肝毒性的微囊藻毒素（如MC-LR），成为对水生生物多样性和生态健康威胁最大的因素之一。

然而，传统的化学除藻方法极易导致细胞破裂及胞内毒素大量释放，从而引发严重的二次污染。针对这一“治理困境”，我校农学与生物科学学院吴明灿特聘教授团队与药学院戚克振教授团队合作开展了深入研究，构建了新型光催化体系，实现了灭藻与解毒的同步进行。日前，该成果以“Simultaneous inactivation of Microcystis aeruginosa and degradation of microcystin-LR via a p-p ZnCo2O4/Cu2O S-scheme photocatalyst: Mechanism and 'Adsorption-Oxidation-Lysis' pathway”为题，发表于生物工程与环境科学领域国际顶级期刊《Bioresource Technology》（中科院一区TOP期刊，IF=9.0）。

图为基于LC-MS/MS的微囊藻毒素光催化降解中间产物鉴定与降解路径推演

研究团队通过乙醇辅助界面工程策略，成功构建了一种新型的p-p型S型异质结光催化剂（7.5% ZnCo₂O₄/Cu₂O）。研究利用原位XPS和KPFM等先进技术，在原子水平证实了内建电场（IEF）驱动的强效S型电荷定向转移机制。在评估灭藻及解毒机制时，研究系统监测了铜绿微囊藻的细胞密度、光合色素、抗氧化酶及核酸泄漏量等生理生化指标 ，更关键的是结合了高效液相色谱（HPLC）与液质联用（LC-MS/MS）技术，对同步释放的MC-LR进行了精准定量和产物分析。

结果显示，在模拟太阳光照射下，该优化复合材料表现出卓越的双功能性能：在180分钟内不仅实现了对铜绿微囊藻71%的高效灭活，还同步实现了释放的微囊藻毒素MC-LR 59%的降解。机制研究揭示了完整的“吸附-氧化-裂解”级联路径，即从最初的氧化应激反应和光合系统崩溃（叶绿素a减少67%），最终导致不可逆的细胞膜破裂。此外，质谱分析证实，该体系能靶向氧化裂解MC-LR的肝毒性Adda侧链，实现真正的毒素解毒。 

图为活性氧生成、电荷转移动力学及藻类级联失活途径的机理阐释

特别值得一提的是，在将该新型光催化体系应用于洱海湖水样品的验证测试中，该体系依然保持了极具竞争力的灭活效率。这一成果为前沿材料技术在湖泊治理中的应用奠定了有力的科技基础，为富营养化水体的安全修复提供了科学依据和坚实的技术支撑。

我校农学与生物科学学院为论文第一完成单位，2023级生态学硕士研究生张杰与2023级药学硕士研究生陆俊宇为论文共同第一作者。农学与生物科学学院吴明灿特聘教授、药学院林树特聘副教授及戚克振教授为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（22268003）和云南省基础研究计划项目（202305AF150116）的资助。

【责编/付智敏  审核/潘越华】