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不断加剧的磷污染与有限的磷资源储量,对可持续磷控制与回收提出了迫切需求。本研究构建了一种微生物强化的La-Zr负载玄武岩体系(MLZB),将高效的物理吸附磷捕获过程与微生物介导的磷转化、储存及再生机制相耦合。MLZB体系中形成了稳定且高度多样化的微生物群落,并识别出多条关键磷代谢功能基因。溶磷微生物通过分泌有机酸释放吸附态磷并同步再生吸附位点,同时通过多聚磷酸盐的合成与降解实现磷的动态储存与再释放,使磷重新转化为真核生物可利用形态,最终形成富磷生物质。在处理真实农业面源污染水体的一年连续运行过程中,MLZB体系始终保持超过90.0%的磷去除效率,出水磷浓度稳定满足0.2 mg/L的排放标准。研究进一步通过焚烧实现了磷资源的有效回收,同时完成玄武岩基体的成功再生。MLZB凭借“吸附-微生物解吸-再生”协同机制,确立了其作为磷循环关键介质的功能定位,在经济性与环境可持续性方面显著优于传统化学除磷方法,为减缓生态风险并推动循环经济提供了新的解决路径。

该研究与青岛大学牛玉生教授团队、清华大学张弓研究员团队合作完成,研究成果以“Adsorption-microbial integration pioneerssustainable phosphorus cycle”为题发表在《Nature Water》(IF = 24.1),广西师范大学环境与资源学院为第三署名单位,傅雯洁副教授为论文共同第一作者。研究得到国家自然科学基金青年基金项目(22206028)的资助。
论文及数据见:https://www.nature.com/articles/s44221-025-00582-w


