【研究背景导读】

抗生素与重金属共存污染广泛存在于畜禽养殖、制药排放及受污染水体中，是当前水环境治理面临的重要挑战之一。氟苯尼考（florfenicol，FF）是一种在畜牧和水产养殖中广泛应用的广谱抗生素。与此同时，铜（Cu）常作为动物饲料中的微量元素被添加使用，导致其与FF在农业环境中经常同时存在。研究表明，Cu(II)不仅可能改变抗生素的环境行为，还可能增强复合污染的生态风险。然而，目前针对FF与Cu(II)共存体系的同步高效去除方法仍较有限，其界面反应机制及关键活性物种尚不明确。铁基材料因具有良好的还原活性和催化性能，在有机污染物降解和重金属去除方面展现出较大应用潜力。尤其是铁基非晶合金材料，凭借其独特的无序结构和高表面反应活性，在环境修复领域受到越来越多关注。因此，揭示其在抗生素-重金属复合污染体系中的协同去除机制，对于发展高效、绿色的污染治理技术具有重要意义。

【文章内容概要】

近日，湖南农业大学黄卫、喻鹏教授团队联合丹麦奥尔堡大学肖鑫鑫副教授在Environmental Chemistry and Ecotoxicology期刊上发表题为“Synergistic Cu(II)-catalyzed florfenicol degradation and Cu(II) removal on FeSiB amorphous ribbons via in-situ galvanic nanocells and reactive oxygen species”的研究论文。该研究以FeSiB非晶条带材为反应材料，系统探讨了其对氟苯尼考和Cu(II)共存污染体系的同步去除行为，并进一步揭示了原位微电池结构与活性氧物种在反应过程中的关键作用。

研究发现，Cu(II)在FeSiB非晶条带表面发生还原沉积，并与Fe原位形成Fe/Cu微纳原电池（galvanic nanocells），从而显著增强界面电子传递并加速Fe的腐蚀活化过程。在此基础上，体系中进一步生成1O2和·OH等活性氧物种，对FF分子进行持续氧化攻击，实现其高效降解。值得注意的是，Cu(II)在该体系中不仅是被去除的目标污染物，还作为促进剂参与反应过程，显著提升了FF的降解效率，表现出“边去除、边催化”的双重作用。进一步机理研究表明，FeSiB非晶条带中的Fe0持续释放电子，驱动Cu(II)还原以及Fe2+/Fe3+循环；沉积形成的铜物种则进一步促进原位微电池构建和活性氧生成，最终建立起“Cu(II)还原沉积-Fe/Cu微电池形成-活性氧产生-FF降解”的协同反应链。

该研究首次揭示了FeSiB非晶条带在FF与Cu(II)复合污染体系中的协同去除机制，阐明了Cu(II)在污染去除过程中的双重角色，为铁基非晶材料在抗生素-重金属共存污染治理中的应用提供了新的理论依据和技术思路。

图1. FeSiB非晶条带同步去除氟苯尼考和Cu(II)的协同机制示意图

【原文链接】

Huang, W., Chen, X., Wang, Y., Wang, G., Yang, Z., Liu, T., Tang, J., Wang, Z., Zhang, C., Xiao, X., Yu, P. Synergistic Cu(II)-catalyzed florfenicol degradation and Cu(II) removal on FeSiB amorphous ribbons via in-situ galvanic nanocells and reactive oxygen species. Environmental Chemistry and Ecotoxicology, Volume 7, 2025, Pages 2102–2113.

https://doi.org/10.1016/j.enceco.2025.09.011

【作者介绍】

通讯作者：肖鑫鑫  副教授 丹麦奥尔堡大学 

肖鑫鑫博士，丹麦奥尔堡大学副教授，研究兴趣为生物电化学、电催化等电化学应用技术，发表学术论文90余篇。曾当选第71届林道诺贝尔奖得主大会青年学者、荣获爱尔兰皇家科学院凯瑟琳·朗斯代尔（Kathleen Lonsdale）化学奖，以及国际电化学学会（ISE）青年电化学家旅行奖。

通讯作者：喻鹏  教授 湖南农业大学/湖南第一师范学院 

喻鹏，博士，教授，青海省“昆仑英才”高端创新创业领军人才。现主要从事生物基功能材料制备及其富集污染重金属性能和再利用研究、低成本快降解水稻秸秆催化剂设计、制备与性能研究。先后主持或参与国家自科基金项目、湖南省科技厅重点研发计划项目、青海省科技厅重点研发与转化计划项目和江西省科技厅科技专项“揭榜挂帅”项目等20余项，先后获湖南省科学技术进步奖三等奖1项（排名第3）、常德市科学技术进步奖一等奖1项（排名第3），获厅级鉴定成果1项（排名第4），发表论文60余篇；作为主要负责人实现科技成果转化3项，总价值1100万元。

第一作者：黄卫 博士

黄卫，男，博士，2022年入选湖南农业大学神农学者青年英才B类，校聘教授，主持湖南省自科基金青年项目、湖南省教育厅重点项目，参与青海省帅才科学家项目，先后在Water Research、Chemical Engineering Journal、Journal of Colloid and Interface Science、Separation and Purification Technology等期刊发表论文40余篇，担任ES Food & Agroforestry期刊青年编委。

 【期刊介绍】

Environmental Chemistry and Ecotoxicology (缩写ENCECO) 主要聚焦化学品在全球环境中的传输规律及其在生态系统中的毒性机制，生物体中的生物利用度和生物蓄积性，食物链中的生物放大，以及生态系统分析中的新技术和新方法、跨学科生态毒理学信息的处理方法等。期刊主要研究方向包括：环境化学、生态毒理学、环境修复、风险评估等。

期刊已被ESCI、Scopus、Ei Compendex、BIOSIS Previews、Biological Abstracts、CAS、DOAJ、GEOBASE等数据库收录。《2025年中国科学院文献情报中心期刊分区表》正式发布，Environmental Chemistry and Ecotoxicology 荣列大类：环境科学与生态学1区，Top期刊；小类：ENVIRONMENTAL SCIENCES 环境科学1区；TOXICOLOGY 毒理学1区。中国科学技术协会正式发布《科技期刊世界影响力指数（WJCI）报告》（2025版），Environmental Chemistry and Ecotoxicology 荣列TOP期刊。

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