近日，香港科技大学殷冉博士与中山大学何春教授团队研究首次揭示了水中广泛存在的硝酸盐对于新型远紫外光源（Far-UVC）应用于水消毒时产生的多重影响。实验结果表明水中硝酸盐（0.5-10 mg N/L）的存在明显地抑制了Far-UVC对于模型微生物大肠杆菌的灭活效率，而在相同条件下使用传统低压汞灯消毒时硝酸盐的影响可以忽略不计。硝酸盐对Far-UVC的抑制体现在延长了灭活动力学曲线的“lag phase”并且降低了灭活速率常数1.08-2.74倍。硝酸根离子在222 nm具有极高的摩尔吸光系数（3100 M-1cm-1），其对于222 nm光子的强烈吸收会对水中的细菌产生强烈的遮光效应，减少了222 nm光子对细菌的损伤。另一方面，与传统低压汞灯相比，水中硝酸盐在Far-UVC照射下可以产生更高浓度的自由基，如HO•及NO2•分别可达到~10–13M及10–7 M。虽然近年来有研究指出羟基和活性氮自由基可以增强杀菌，但本研究证明在实际水体消毒的紫外计量和水质条件下，这些自由基无法弥补由于遮光效应造成的光子损失及其对细菌灭活的抑制作用。另外特别值得关注的是，硝酸根离子存在时的Far-UVC水消毒过程还会产生亚硝酸盐和含氮消毒副产物（N-DBPs）。这些副产物使得Far-UVC消毒后水的急性毒性及基因毒性明显增加。该研究推进了对于硝酸盐在222 nm处光化学和自由基化学的基础认知，并为Far-UVC消毒所适用的水质条件提供了新的见解和建议。研究成果以“Nitrate Protects Microorganisms and Promotes Formation of Toxic Nitrogenous Byproducts during Water Disinfection by Far-UVC Radiation”为题发表于环境领域著名学术期刊《Environmental Science & Technology》并被选为最新一期的首封面。文章第一作者为中山大学环境科学与工程学院2021级硕士研究生王泳仪。

Nitrate Protects Microorganisms and Promotes Formation of Toxic Nitrogenous Byproducts during Water Disinfection by Far-UVC Radiation. Yongyi Wang, Ben Ma, Chun He*, Dehua Xia, and Ran Yin*. Environ. Sci. Technol. 2023, 57, 24, 9064–9074

何春 副教授

何春，中山大学环境科学与工程学院，教授，博士生导师。2003年毕业于中山大学获得环境科学博士学位，2003-2004年在香港理工大学土木与结构工程系任研究助理，2004-2006年在日本国立产业技术综合研究所任日本学术振兴会JSPS研究员，2007年在香港理工大学土木与结构工程系任研究助理，2008年在中山大学环境科学与工程学院任职。近年来主要从事环境污染控制和资源化等研究领域，先后主持国家自然科学基金、教育部留学回国人员科研基金、教育部高等学校博士学科点基金、中央高校基本科研基金、广东省自然科学基金重大基础研究培育项目、广东省科技计划等多项项目。在Environ. Sci. Technol., Adv. Funct. Mater., Appl. Catal. B, Adv. Mater., Coordination Chemistry Reviews, ACS Catalysis, Water Res., Nano Today 等国内外SCI收录刊物上发表150余篇学术论文，其中3篇论文为ESI Top 1% 高被引论文。申请中国专利14项，其中10项已授权。一些研究工作引起国际同行的重点关注，并作为Environ. Sci. Technol.和Adv. Funct. Mater.封面论文。应Nova Science出版社邀请参编了“New Topics in Catalysis Research”等7部国外著作。

殷冉 助理教授

殷冉，香港科技大学土木及环境工程学系研究助理教授。分别于2014年和2019年在南京大学和香港科技大学获得学士和博士学位。美国斯坦福大学、普渡大学访问学者。主要从事水污染控制理论和技术研究，在紫外光子高效利用控制水中病原微生物和新污染物领域取得创新成果。近五年以第一/通讯作者在Nat. Water (Accepted), Environ. Sci. Technol. (5篇), Water Res. (8篇) 等国际著名期刊上发表论文30篇。获得首届香港研究资助局博士后奖励计划 (全球50人)、香港科大博士生卓越研究奖 (全校1人)、高廷耀环保基金会青年博士生杰出人才奖学金等科研奖励10余项。曾任国际紫外线协会青委会策略发展研究员和国际紫外线亚洲青年论坛召集人。担任Environ. Surf. Interf. 编委、Environ. Sci. Ecotechnol.首届青年编委、中国给水排水青年编委。申请美国和中国专利4项，作为顾问科学家与香港禾谷健康科技有限公司和深圳优威芯电子科技有限公司合作研发新型紫外线设备用于疫情防控和环境健康风险控制。