近日，生命科学学院贺根和教授团队在微生物定向诱导合成非晶矿物及有机染料废水治理研究领域取得了重要进展，相关研究成果以“Innovative Amorphous Calcium Carbonate for Superior Anionic Dye Adsorption Towards Near-Zero Discharge”为题，发表在国际顶级学术期刊《Separation and Purification Technology》（中科院1区-TOP，IF=8.1）。该论文我校为唯一研究单位，贺根和教授为唯一通讯作者。这是该研究团队继去年在国际著名期刊《Bioresource Technology》（中科院1区-TOP，IF=9.7）上发表重要学术成果之后，在环境微生物与污染防治领域取得的又一突破性进展。
为积极响应国家2030-2060年双碳战略，贺根和教授领衔的功能微生物与污染治理研究团队持续深耕于红壤特色微生物及其衍生矿物资源的价值评估，并致力于开发高效、低碳、资源节约型的环境治理创新理论和策略。微生物诱导的成矿作用在自然界广泛存在，相较于无机化学成矿过程，生物诱导形成的碳酸钙矿物晶体通常为微米或纳米级，形态多样，微量元素成分复杂，具有独特的有机-无机多孔复合层状结构等。贺根和教授研究团队前期的研究成果表明，由微生物诱导合成的碳酸钙是去除有机染料最具前景的吸附材料（Bioresource Technology，2023；Molecules，2024），相比现有的常用吸附材料优势显著。然而，要在确保碳酸钙生物合成的高稳定性，高效性和高重复使用性的同时，实现染料废水的近零排放是一项极具挑战性的任务。为此该研究团队选取实验室从上百份不同区域红壤样品中分离、筛选和驯化的优势菌株—芽孢杆菌LRL007作为实验菌株（已做专利保藏登记），通过不断优化研究体系，利用微生物诱导的成矿作用，制备了一种新型、绿色、高效的非晶态碳酸钙吸附材料。研究团队首次阐明了该生物矿物材料去除有机染料的行为规律及机理，同时探究了不同环境因子对其去除性能的影响及应用潜力。研究结果发现，生物源非晶态碳酸钙能高效去除典型有机染料—刚果红，效率接近100%，即使在复杂水体环境中也展现出极强的吸附抗干扰性和重复利用性，实现了染料废水近零排放的目标。此外，该研究首次证实了该生物源矿物材料对有机染料—刚果红的去除能力要显著高于非生物源碳酸钙及其他常用染料吸附剂（如活性炭、粘土矿物、沸石和其他硅质材料等），同时克服了二次污染问题，突出了生物合成技术的巨大优势。该研究成果不仅具有较高的理论价值，而且在实际应用中也具有重要意义，有助于推动废水治理低碳技术的发展，并为我国染料工业废水的处理提供了一种创新的解决方案。目前，研究团队正在深入开展系列延展性工作，相信很快微生物衍生非晶态碳酸钙技术将应用于实际染料工业废水的处理中。
该研究得到了国家自然科学基金项目、江西省红壤区功能生物与污染治理重点实验室及江西省自然科学基金优青项目的资助。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1383586624050883（文/图：刘仁绿，审核：周兵、贺根和）
