近日，中国科学院海洋研究所藻类生理过程与精准分子育种研究团队在利用海藻处理高盐有机废水的系列研究中取得重要进展，相关研究成果在Chemical Engineering Journal（中科院一区，TOP期刊）和Materials Today Sustainability（JCR一区）等国际学术期刊上发表。

印染废水是印染工业活动中产出的一种极为复杂的高盐有机废水，富含大量的有机染料、高浓度磷及其他有害成分，不仅水量庞大，而且有机污染物浓度极高、碱性强、水质波动显著，因此被普遍视为工业废水处理中的最大难题之一，对自然环境、农业生产乃至人类健康均构成了不容忽视的严重威胁。

我国海藻资源丰富，利用海藻进行废水处理是一项非常有前景的研究课题。生物法处理废水具有其他方法所不具备的独特优势，不会产生二次污染，环境友好。研究团队在前期研究基础上，利用从印染废水中分离出的河流弧菌（V. fluvialis）与索罗金小球藻（C. sorokiniana），成功构建了一套高效的菌/藻协同生物处理系统（BACTS），并对BACTS处理印染废水的条件进行了优化。在最佳条件下——即先接种V. fluvialis，随后以1:2的比例加入C. sorokiniana，维持pH值于6.5，并确保光照强度达到8000 Lux，该系统对实际印染废水显示出非常好的处理效能，对废水中总磷（TP）、化学需氧量（COD）及染料的去除率分别高达87.31%、73.23%和35.0%，整体水质改善幅度达到55.6%。此外，该菌藻协同系统还具备额外的经济价值，能够副产出包括油脂、多糖和蛋白在内的高附加值产物（脂质：27.63%，多糖：81.1mg/g多糖，蛋白质：16.62mg/g）。

深入探究其作用机制发现，V. fluvialis与C. sorokiniana主要通过生物吸附与生物转化两大机制发挥作用，两者在BACTS中展现出显著的协同效应，共同加速了生物降解及转化进程。漆酶、过氧化物酶及偶氮还原酶等多种酶类在染料降解与生物转化过程中发挥了核心作用。该研究通过巧妙利用废水环境中的本地细菌与藻类，开创了一种新型的废水生物协同处理系统，为废水处理领域提供了一种既高效又经济的新策略，展现了良好的应用前景与环保价值（Chemical Engineering Journal 2024, 157459）。

V.fluvialis/C.sorokiniana协同处理废水生物系统的构建

研究团队前期还利用海藻细弱红翎菜（S. tenuis）进行了生物合成纳米材料来处理废水的研究。细弱红翎菜是一种适应能力非常强的海洋红藻，于特定环境条件下能迅速繁衍，引发局部藻潮现象，若未予及时管控，将对环境构成潜在威胁。团队采集了在贡口湾形成局部藻潮的细弱红翎菜，提取制备了藻红蛋白(PE），并利用其建立了一种简单、快速和环境友好的生物合成纳米金材料(Au@PE NPs)的方法。通过UV、FP、FT-IR、TEM、XPS和XRD等技术手段对合成的纳米材料进行了结构确认及表征。结果显示，该纳米金粒径均匀，平均直径为16 nm。所制备的Au@PE NPs展现出了卓越的催化性能，能高效促进水污染物4-硝基苯酚向4-硝基苯胺的转化(k_298K= 0.36 × 10^-2 s^-1)。此外，该材料对染料亚甲基蓝（脱除率79.2%）及番红O（脱除率60.0%）同样表现出显著的光催化去除效果。深入探究Au@PE NPs的催化与脱色机制发现，PE不仅扮演着纳米金合成的封端剂与还原剂角色，还显著提升了金纳米粒子的溶解度和光催化活性，实现了生物与纳米技术的巧妙融合。该研究不仅验证了将环境有害物转化为多功能新型生物耦合复合材料的可行性，而且为污染物的去除与环境治理开辟了“以害制害”的新途径，为环境有害生物资源的合理利用提供了一种经济高效的潜在解决方案，展现了变废为宝的绿色科技魅力(Materials Today Sustainability 2023, 23, 100435)。

细弱红翎菜生物合成纳米金复合材料(Au@PE NPs)及其光催化在废水处理中的应用

中国科学院海洋研究所为论文第一完成单位，论文1的第一作者为硕士毕业生宋玉龄和王立军副研究员，通讯作者为王广策研究员和温州大学马增岭教授。论文2的第一作者为王立军副研究员，通讯作者为王广策研究员。研究得到了国家自然科学基金面上项目、南通市科技计划重点项目和TS学者“攀登计划”等项目资助。

论文信息：

Song, Y.#; Wang, L.#; Qiang, X.; Guo, M.; Gu, W.; Wu, S.; Gao, S.; Liu, X.; Xie, X.; Fan, Q.; Zhang, J.; Ma, Z.*; Wang, G*. Design, construction and evaluation of collaborative bio-system of Vibrio fluvialis with Chlorella sorokiniana for treating actual printing and dyeing wastewater. Chemical Engineering Journal 2024, 500，157459. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.157459.

Wang, L.; Qiang, X.; Song, Y.; Wang, X.; Gu, W.; Niu, J.; Sun, Y.; Srinuanpan, S.; Wang, G*. Green synthesis of gold nanoparticles by phycoerythrin extracted from Solieria tenuis as an efficient catalyst for 4-nitrophenol reduction and degradation of dyes in wastewater. Materials Today Sustainability 2023, 23, 100435. https://doi.org/10.1016/j.mtsust.2023.100435.