近日，環境學院王輝教授課題組完成的研究論文“Cyclodextrin-supported sulfide zero-valent iron as PMS activator for simultaneous removing norfloxacin and ARGs in reclaimed water: Activation and controlled release of active components”在環境領域一區Top期刊《Chemical Engineering Journal》（IF=13.4）上發表，通訊作者為王輝教授/于雯超講師，第一作者為環境學院碩士研究生呂海睿，北京林業大學為第一完成單位。
抗生素濫用導致環境中抗生素抗性基因（ARGs）的傳播已成為全球公共衛生重大威脅。傳統污水處理技術對抗生素殘留及ARGs去除效率有限，而現有基于納米零價鐵（nZVI）的過一硫酸鹽（PMS）活化技術因材料快速鈍化、活性物質消耗快等問題難以實際應用。如何同步實現抗生素及其誘導的耐藥性污染物的高效降解，是水污染治理領域亟待解決的難題。針對這一問題，研究團隊設計了一種具有核殼結構的環糊精負載硫化納米零價鐵（S-nZVI@CD）催化劑，通過硫元素促進鐵離子循環，結合環糊精（β-CD）的疏水空腔結構調控活性物質釋放，顯著提升了PMS激活效率與催化劑穩定性。實驗表明，S-nZVI@CD/PMS活化體系在120分鐘內可完全去除諾氟沙星（NOR）和游離DNA；在實際水環境中，S-nZVI@CD/PMS也可實現NOR和ARGs的同步去除，NOR、ARGs和I類整合子（ Intl1 ）去除率分別為100%、97.4%和 98.2%。催化劑暴露于空氣中60天后仍表現出99%以上的降解效率，循環使用11次后降解性能穩定。通過EPR與淬滅實驗，確認硫酸根自由基（SO4??）和羥基自由基（?OH）是主要活性物種，理論計算揭示了NOR的哌嗪環與喹諾酮環、DNA堿基的C10/N17等位點為自由基攻擊關鍵靶點。該研究為同步去除抗生素及ARGs提供了創新解決方案，具有環保性，避免二次污染；闡明了環糊精空腔結構在鐵離子循環與自由基生成中的協同機制，為設計長效控釋催化劑提供了理論支撐。
該項工作得到國家自然科學基金青年項目（42107397）和中央高校基本科研業務費（BLX202016）的資助。
