
溶解性有机质(DOM)广泛存在于水生环境中,深刻影响着有机微污染物的光化学自然衰减过程。以往研究表明,DOM在微污染物的光转化中具有双重作用:既能通过产生反应活性物质(如3DOM*、羟基自由基等)促进降解,又能通过光屏蔽或猝灭中间体抑制降解。氟喹诺酮类抗生素(如环丙沙星)因在水体中具有较高的检出率和潜在生态风险,其直接光解过程备受关注,且已知极易受DOM的抑制。然而,究竟是DOM中的哪些组分导致了这种抑制,以及DOM如何改变其光转化产物(photo-TPs)的路径,在此之前仍不明朗。

针对DOM在水体微污染物光转化中扮演的复杂角色,本研究以环丙沙星的光降解为模型,发现三重态DOM(3DOM*)能够介导环丙沙星的降解,但DOM的整体表现为强烈的抑制作用,使其光降解速率从5.2 × 10-3s-1降至2.5 × 10-3s-1。这种净抑制效应主要归因于两个途径:一是DOM中酚类抗氧化剂对三重态环丙沙星的猝灭;二是低能3DOM*前体物(能量低于209 kJ/mol)的能量依赖性抑制。此外,DOM显著改变了环丙沙星的转化路径,使得脱氟和哌嗪环氧化产物的比例从42%大幅提升至66%,同时抑制了N-脱烷基化途径。本研究为评估DOM丰富水体中微污染物的环境持久性及其生态风险提供了关键见解。
该研究工作日前以“DOM-mediated inhibition of ciprofloxacin photodegradation: Dual roles of antioxidant quenching and triplet-state interactions”为题发表于国际知名期刊《Water Research》上。我院关小红教授和连璐诗研究员为文章共同通讯作者,我院学生许吉宏和孙微雯为文章第一作者,华东师范大学为论文第一完成单位。该研究受到国家自然科学基金(22025601, 22476053和22276058)和上海市科学技术委员会(22ZR1420300)的资助。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.watres.2026.125571

