近年来，随着我国向海经济的大力推进，海水养殖业迎来了发展高峰。大菱鲆、石斑鱼、南美白对虾等经济类海产品常采用循环海水养殖模式。然而，该模式下养殖密度大，病毒、细菌、真菌等病原微生物引发海产品病害频发，造成不必要的经济损失。因此，水体消毒成为该养殖模式的必要环节。传统紫外、氯化等消毒方法受水质影响较大，在海水中易生成有毒副产物，且存在设备腐蚀和操作安全等隐患，限制了其应用。因此，张媛媛副教授等利用新型高级氧化技术（AOPs）能够高效灭活微生物、减少有毒副产物生成的优点，探索其在海水养殖水消毒的应用，取得系列成果：

一、紫外联合过硫酸盐高级氧化技术（UV/PDS）对海水中海洋尾丝虫的灭活研究

海水养殖水体中的原生动物会导致海产养殖经济物种疾病的爆发，然而，海水中原生动物的灭活研究较少。本研究分析了海水养殖水体中典型原生动物——海洋尾丝虫在UV/PDS处理下的灭活情况。

结果表明，UV/PDS系统对海洋尾丝虫具有极强的灭活效果，系统中产生的自由基破坏了海洋尾丝虫细胞的完整性和酶活性，且影响了基因、蛋白质的表达以及其代谢产物。研究还发现，添加碳源会抑制ClO₃⁻，BrO₃⁻等无机消毒副产物的产生。该技术为绿色高效海水养殖水体消毒技术的发展提供了新的思路。目前相关成果被收录在中科院1区期刊：Separation and Purification Technology. (IF = 8.1)

链接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.122563.

二、UV/PDS对海水中赤潮异弯藻的灭活研究

海水养殖水体中有害藻类爆发会导致大规模海洋动物死亡，还对海水养殖业造成严重经济损失。本研究以赤潮异弯藻作为有害藻类的代表，研究了其在UV/PDS系统下的失活情况。

研究发现，UV/PDS显著提高了赤潮异弯藻的灭活效率，其中•SO₄⁻对其灭活的贡献率约为51.45%。转录组分析揭示了UV/PDS处理后，赤潮异弯藻细胞与能量代谢、碳水化合物代谢和蛋白质合成相关的差异基因。细胞增强光合作用和氧化磷酸化以获得额外的能量，而糖酵解、TCA循环和戊糖磷酸代谢等营养代谢过程受到抑制。核糖体和RNA聚合酶基因表达显著下调，组织蛋白水解酶基因表达上调，表明蛋白质合成受到抑制，蛋白质损伤加剧。目前相关成果被收录在中科院2区期刊：Chemosphere. (IF = 8.1)

链接：https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.140055.

三、氯基高级氧化技术（Chlorine-based AOPs）对海水中海洋尾丝虫的灭活研究

Chlorine-based AOPs是一种利用氯化合物产生强氧化剂来处理水中污染物的技术。其基本原理是通过添加氯或次氯酸盐，在水中生成具有强氧化性的氯酸盐和氯基自由基，高效地降解水中的有机污染物和灭活微生物。本研究对比了三种Chlorine-based AOPs对海洋尾丝虫的灭活。

结果表明：与UV/NH₂Cl和UV/ClO₂系统相比，UV/chlorine系统可以产生更高浓度的活性氯自由基和•OH，从而更有效地灭活海洋尾丝虫。然而，UV/chlorine系统产生的消毒副产物比UV/NH₂Cl和UV/ClO₂更多。另外，本研究利用三种技术对含有海洋尾丝虫的海水进行处理，并利用处理后的海水进行幼年罗非鱼的饲养。结果表明， 尽管UV/ClO₂系统中自由基的产生较少，但仍然能有效地灭活有害原生动物，产生了较少的消毒副产物，在UV/ClO₂处理下罗非鱼受到的伤害最小，是一种安全高效的海水养殖水体消毒技术。

目前相关成果被收录在中科院2区期刊：Journal of Water Process Engineering. (IF = 6.3)

链接：https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2024.105898.

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