硝酸盐敏化光解耦合HO•与RNS协同降解微囊藻毒素-LR：机制解析与环境应用

　　本研究针对富营养化水体中微囊藻毒素-LR（MC-LR）的治理难题，揭示了硝酸盐在太阳光驱动下通过协同产生羟基自由基（HO•）和活性氮物种（RNS）显著提升MC-LR降解效率的机制。研究发现RNS驱动的亲电攻击与HO•协同断裂Adda侧链共轭双键，提出新型脱烷基/脱氨路径，并在实际水体中实现90分钟内完全降解5 μg L–1 MC-LR。该成果为太阳能驱动的富电子污染物治理提供了可持续解决方案。

　　

在蓝藻水华频发的富营养化水域中，微囊藻毒素-LR（MC-LR）因其强肝毒性和环境持久性成为全球性健康威胁。中国饮用水标准将其限值定为1 μg L^?1
，但传统处理方法难以高效降解。与此同时，硝酸盐作为水体常见污染物（浓度可达90 mg L^–1
），其光化学活性长期被忽视。中山大学的研究团队在《Journal of Hazardous Materials》发表的研究，首次系统揭示了硝酸盐敏化光解通过HO•与RNS协同作用高效降解MC-LR的分子机制与环境应用潜力。

研究采用动力学分析、自由基捕获实验（如PTIO抑制^•
NO、TBA淬灭HO•）及Hep3B细胞毒性评价等关键技术，结合实际水体模拟（含3.7 mg L^–1
硝酸盐的天然水样）。

主要研究结果

1. 降解动力学：硝酸盐光解使MC-LR降解速率提升40倍，pH 7时效率最高，DOM通过竞争自由基抑制反应。
2. 机制解析：RNS（^•
   NO₂
   /ONOO^?
   ）选择性攻击Adda侧链的富电子区域，与HO•协同引发共轭双键断裂，首次发现脱烷基/脱氨主导的降解路径。
3. 环境验证：实际水体中90分钟太阳光照即可完全去除5 μg L^–1
   MC-LR，细胞实验证实降解产物肝毒性显著降低。

结论与意义
该研究阐明了硝酸盐在自然光催化中的“双刃剑”作用——既是污染物又是MC-LR降解的敏化剂。提出的HO•/RNS耦合机制突破了传统光氧化技术的局限性，为利用天然太阳能实现水体自净化提供了理论依据。尤其对蓝藻水华区域（MC-LR与硝酸盐共存）的水处理系统具有直接指导价值，推动发展“以废治毒”的绿色治理策略。研究团队特别指出，该技术对实现中国饮用水新标准（1 μg L^?1
）具有重要实践意义，未来可结合DOM调控优化实际应用效能。