2025年8月15日，北疆环境健康大讲堂第八十七期系列学术报告会成功举办。本次我们特邀南京大学张淑娟教授，为我院师生带来题为《水处理化学与工程中的分子视角》的精彩学术报告。报告会由要茂盛教授主持，研究院师生积极参与交流。

张教授在报告中系统阐述了污染控制研究的两个重要维度：污染控制化学与染控制工程。她指出，污染控制化学主要关注污染物的赋存、迁移与转化过程，其研究视角聚焦于污染物本身，而污染控制工程则着重构建以分子为核心的技术系统，通过调控能量、物质和信息的流动、循环与交换来实现污染控制目标。

随着我国废水排放和回用标准的不断提高，污染物浓度控制要求已从毫克级降至微克级，这对水处理技术提出了更高要求。在此背景下，高级氧化技术因其高效降解污染物的特性而备受关注。张教授详细分析了高级氧化技术的核心机制：通过活化小分子氧化剂（如双氧水、过硫酸盐等）产生以自由基为主的活性物种，实现污染物的高效转化。然而，传统高级氧化技术存在显著瓶颈——虽然能高效生成羟基自由基、硫酸根自由基等活性物种，但由于溶剂笼效应和水中共存物质的竞争消耗，这些活性物种的实际利用率往往较低。

针对这一技术瓶颈，张教授团队创新性地提出了基于小分子双酮的新型污染控制体系。研究发现，小分子双酮在光激发条件下可产生寿命长、选择性高的碳中心自由基（如乙酰自由基及其衍生物）。这些自由基具有适中的还原电势和独特的疏水性结构，不仅显著提高了自由基的迁移效率，还大幅提升了污染物的转化效果。特别值得注意的是，该体系兼具氧化与还原能力，成功构建了“高级氧化-还原耦合体系”（AORP），突破了传统技术单一反应模式的局限。

张教授团队取得了系列创新成果：开发了基于钛凝胶的新型材料，其特有的光致吸附-脱附机制实现了染料污染物的动态去除；在生物污染控制领域，发现小分子双酮可特异性调控藻类光合电子传递链中的醌类物质，对蓝藻（如铜绿微囊藻）表现出显著抑制效应，而对绿藻则呈现低浓度促进作用，这种“高抑低促”特性为藻菌系统的协同调控提供了新思路。

最后，张教授表示团队未来将继续深入探索小分子双酮在多介质污染控制中的应用潜力，重点研究其在气-固相污染治理中的效能，并进一步阐明其与藻菌系统的相互作用机制，以推动环境污染控制从单一技术向多过程协同治理的新范式发展。