近日，国产在线 蓝贤勇教授团队在国际前沿刊物《Nano Materials Science》在线发表题为“Cyclic utilization of livestock wastes into nitrogen-doped porous biochar for efficient treatment of real livestock wastewater and its bio-toxicological assessment via zebrafish (Danio rerio) model”的研究论文，该研究成功将常见的畜牧固体污染物——山羊粪便，转化为无金属、氮掺杂的多孔生物炭（NPBs），并作为一种高效的催化剂，用于高效降解养殖废水中的典型有机污染物，实现了从“废物”到“珍宝”的华丽转身，该研究为实现畜牧业“以废治废”的绿色循环经济提供了全新的技术路径和理论依据。

图1 图形摘要

畜牧业在保障肉蛋奶供应的同时，也产生了大量畜禽粪便，其处理与处置是困扰行业可持续发展的关键难题。传统处理方式成本高且易造成二次污染。与此同时，养殖场自身也面临废水处理的压力。本研究以山羊粪便为原料，通过高温热解制备出氮掺杂多孔生物炭（NPBs），其与过一硫酸盐（PMS）构成一个高效的高级氧化体系，对自然界中广泛存在的环境激素-双酚A(BPA)具有较好的降解能力。

该NPB-2/PMS体系对BPA的降解效率高达90.6%，并能将其73.4% 彻底矿化为二氧化碳和水，实现了深度净化。研究进一步通过电化学分析揭示了其高效机理：与未掺杂氮的催化剂相比，N原子在生物炭上的电阻率要低得多，并改善了BPA与PMS之间的电子传递，促进了BPA通过非自由基途径降解。然后，将NPB-2/PMS系统进一步成功应用于实际废水的处理。真实山羊粪废水、真实绵羊粪废水和真实猪粪废水的特征峰强度分别大大降低了72.6%、85.1%和84.3%，证实了其极具实际应用潜力。最后，采用斑马鱼进行了生物毒性评估。经过NPB-2/PMS系统处理后的BPA溶液，其对斑马鱼的生物毒性显著下降。这表明，该技术不仅高效去除了污染物，更从根源上削减了其环境风险，真正实现了从“净化”到“脱毒”的飞跃，确保了处理出水的高生态安全性。

 图2 BPA在NPB-2/PMS体系中的主要降解途径和机制

国产在线 蓝贤勇教授和潘传英教授、三峡大学材料与化工国产在线 刘湘教授为共同通讯作者。国产在线 博士研究生白洋洋、已毕业硕士研究生潘晔君及三峡大学硕士研究生王浩琦为共同第一作者。兰州大学赵海谕教授团队对该研究给予了大力支持。该研究得到国家重点研发计划（2022YFD1300200）、国家自然科学基金（No. 32272850; 52470045）、陕西省中青年科技创新领军人才计划（No.2023SR205）和国家111计划 (No. D20015)项目的资助。

文章链接：//www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589965125001333