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近年来，随着工业化进程的加速和农业现代化水平的不断提高，水环境中金属离子及有机污染物的残留问题日益严峻，对生态安全和人体健康构成潜在威胁。工业废水、农业径流和城市生活污水中普遍含有铅、汞、镉等重金属离子以及苯、甲苯、农药残留等有机污染物，这些污染物不仅破坏水生态系统平衡，还可能通过食物链进入人体，引发各类健康隐患。针对这一现状，国家和地方政府近年来不断加大环保投入，推广绿色工艺，力求实现污染治理与经济发展的双赢局面。
在这一背景下，由武汉理工大学生命科学学院的丁雯、鲍昀凯等6名同学组成的研究团队在学院张甜老师的指导下立足于环境微生物学与生物材料学交叉领域，通过搭建细菌纤维素（BC）与蓝藻（SE）共培养系统，探索出一条低成本、高效、绿色环保的水质修复新途径，力图通过生物技术实现对污染水体的净化。该团队表示，该体系在实验室阶段已显示出对多种重金属和有机污染物的显著去除能力，为水污染治理提供了新的思路。利用天然生物材料构建生态修复系统，不仅成本低廉，而且运行过程中几乎无二次污染，具有极高的应用前景。
实验中，团队选取了常见的重金属离子（如铜、锰）作为测试对象。在模拟污染水样中加入不同浓度的污染物后，分别采用单一BC以及共培养系统进行处理。结果显示，BC/SE系统在短时间内能够迅速降低污染物浓度，其对重金属离子的吸附率在24小时内达到了90%以上，而对有机污染物的降解效果也明显优于单一体系。
图1 不同培养基在平衡时Cu2+的吸附量 图2 不同培养基在平衡时Mn2+的吸附量
团队利用现代分析仪器对水样中污染物浓度进行精密检测，并结合显微镜、扫描电子显微镜等设备观察蓝藻与BC的生长状态，确保每个实验环节的数据准确可靠。张甜教授指出：“在实验室条件下，我们已经成功构建出稳定高效的BC/SE共培养系统。下一步，我们计划将该系统应用于中试装置，模拟真实水体环境下的运行效果，以期推动该技术向工程化应用迈进。”
图3 振荡培养下形成的BC/SE小球 图4 BC/SE体系的SEM图像
面对日益严峻的水污染问题，传统治理手段已难以满足日益增长的环保需求。武汉理工大学生命科学学院的BC/SE共培养系统正是在这一背景下应运而生，它不仅为水污染治理提供了一条全新的技术路径，更为生态环境保护注入了强大动力。正如张教授所言：“我们希望通过这一技术，能够为水环境治理提供一种可持续、经济高效的解决方案，进而推动整个环保行业向绿色、低碳方向发展。”
以上是该团队的阶段性研究成果，据悉，该项目已申请国家发明专利。未来，随着技术不断完善与应用领域的拓展，该系统有望在更多实际场景中发挥关键作用，为改善我国乃至全球水环境质量、保障公众健康提供有力支持。
2025年2月12号
通讯员 武汉理工大学生命科学学院胡哲涵 |
