水体修复新发现：腐植酸吸附抗生素的双重调控机制

在水体污染修复领域，溶解性有机质（DOM）以腐植酸（HA）为典型代表，长期以来被视作干扰组分，会阻碍碳质吸附剂对有机污染物的吸附固定过程。近日，西安理工大学科研团队打破这一固有认知，通过宏观批量吸附试验与100纳秒分子动力学（MD）模拟，精准揭示了腐植酸在水污染修复中的双重作用机制。相关研究成果以《Unraveling the dual role of humic acid in sulfamethoxazole adsorption on biochar: A molecular-level perspective》（腐植酸在生物炭吸附磺胺甲恶唑过程中的双重作用解析——分子尺度视角）为题，于2026年7月12日发表在国际期刊Chemical Engineering Science（《化学工程科学》）杂志上。

该研究以水体典型抗生素污染物——磺胺甲恶唑（SMX）为研究对象，系统探究了0~100mg/L浓度区间的腐植酸在生物炭吸附降解磺胺甲恶唑体系中的作用规律。主要研究结果如下：

1．腐植酸对磺胺甲恶唑吸附行为的影响具有浓度依赖性与投加顺序依赖性。

——高浓度腐植酸（＞10mg/L）会通过孔隙堵塞、络合截留作用抑制磺胺甲恶唑吸附，使生物炭比表面积由456.34m2/g降至 399.42m2/g。

——低浓度腐植酸预负载（2.5mg/L）可暴露大量官能团，促进磺胺甲恶唑吸附，使得磺胺甲恶唑饱和吸附容量由20.58±0.38mg/g提升至 21.87±0.50mg/g。 

2．分子动力学模拟从原子尺度揭示了腐植酸作用由竞争向协同转变的内在机理。

——高浓度腐植酸易聚集形成分子簇，堵塞生物炭孔隙、削弱孔隙填充吸附效应，产生竞争吸附；同时水体中游离态腐植酸可通过非共价键结合捕获磺胺甲恶唑，间接降低生物炭对目标污染物的吸附量。

——低浓度腐植酸会以舒展构型优先附着在生物炭表面，暴露出大量活性官能团、提升有效比表面积，协同强化磺胺甲恶唑共吸附行为。

3.研究价值：为水体修复工程提供核心支撑。

该研究突破了腐植酸仅为水环境干扰因子的传统定论，完善了学界对溶解性有机质环境界面交互作用的认知，为生物炭吸附修复磺胺甲恶唑污染水体的工程应用提供理论依据。通过精准调控水体腐植酸浓度、优化药剂投加顺序，可有效提升生物炭水污染修复效率，为干旱、半干旱地区复杂水体环境的污染治理、生态修复提供了全新的技术思路与理论支撑。

（中腐协秘书处  供稿）